Question

某工厂的工业废水中含有大量的FeSO₄，较多的CuSO₄和少量Na₂SO₄。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案．（可供选择的试剂为铁粉、稀H₂SO₄、NaOH溶液等试剂）

（1）操作a的名称为             ，所需要的玻璃仪器为            。

（2）固体E的成分为                  ，加入的试剂④为稀硫酸，发生的化学方程式为             。

（3）加入试剂①的目的是                       。

（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO₄•7H₂O晶体的操作为                、冷却结晶、过滤、              、干燥。

Answer

（1）过滤；漏斗、玻璃棒、烧杯（2）Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑

（3）将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离 ．

（4）蒸发浓缩、洗涤

【解析】

试题分析：（1）加入试剂①后，过滤出Cu（OH）2，Fe（OH）2沉淀，滤液是Na2SO4、NaOH溶液；分离出液体和固体的操作是过滤；所需要的玻璃仪器为：漏斗、玻璃棒、烧杯；

（2）溶液C的成分为CuSO4，FeSO4、H2SO4，加过量铁，过滤出Fe、Cu，溶液D中只有一种盐是硫酸亚铁，所以固体E就是Fe、Cu，所以固体F就是铜，过量的铁是为了将CuSO4中的铜全部置换出来，加入过量试剂④稀硫酸的目的是除去铜中的铁，实现了回收金属铜，发生的化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；

（3）试剂①为NaOH溶液，为了实现Na+的溶液分离，可将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀；

（4）蒸发是从溶液中获得晶体常采用的方法，从溶液D和溶液G中得到FeSO4•7H2O晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

【考点定位】考查混合物的分离与提纯

【名师点晴】把物质中混有的杂质除去而获得纯净物叫提纯，将相互混在一起的不同物质彼此分开而得到相应组分的各纯净物叫分离。在解答物质分离提纯试题时,选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则: 1.不能引入新的杂质（水除外），即分离提纯后的物质应是纯净物（或纯净的溶液），不能有其他物质混入其中；2.分离提纯后的物质状态不变；3.实验过程和操作方法简单易行，即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学，先简单后复杂的原则。