Question

19．有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁，少量的银离子以及污泥．某同学设计了一个既经济又合理的方法回收银和硫酸亚铁晶体．方案流程如下：

回答下列问题：
（1）步骤②中：需加入的物质是过量Fe，分离所得混合物的方法是过滤．
（2）步骤③中发生反应的化学方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的银，不需要进行步骤③，你认为是否合理？不合理，理由是因为要使Ag⁺完全置换出来，必须加入过量的铁．
（4）步骤④的操作是蒸发结晶，溶液2和溶液3为什么要混合？两种滤液中都含有硫酸亚铁，可得到更多的硫酸亚铁，综合利用．

Answer 1

分析 （1）为置换出溶液的银达到回收银、而同时得到硫酸亚铁晶体的实验要求，此时应选择加入过量铁粉以便完全置换溶液中的银；由于反应后所得混合物为固体铁粉、银粉和硫酸亚铁溶液所形成的混合物，根据过滤是分离固体与液体所形成混合物的方法，可采取过滤的方法进行分离；
（2）为得到较纯净的银，而在除去银粉中混有的铁粉时还需要得到硫酸亚铁，因此可判断此时应加入稀硫酸把铁反应生成硫酸亚铁；
（3）在回收废液中的银时，为把废液中的银全部置换出来，加入了过量的铁粉，所以说所得银粉中一定含有未反应完的铁粉，因此，必须使用硫酸进行处理才能得到纯净的银；
（4）对溶液进行蒸发，可以将硫酸亚铁从其溶液中极出而获得硫酸亚铁晶体；混合都是硫酸亚铁溶液的溶液2和溶液3，可得到更多的晶体．

解答 解：（1）根据金属活动性铁＞银及最终要得到硫酸亚铁晶体的实验要求，加入过量铁粉以完全置换溶液中的银；所得混合物为固体铁粉、银和硫酸亚铁溶液所形成，因此，采取过滤的方法进行分离；
（2）为除去银粉中混有的铁粉并得到硫酸亚铁，此时应加入稀硫酸把铁反应生成硫酸亚铁，其化学方程式为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）置换废液中的银时必须加入过量的铁粉，因此所得银粉中一定含有未反应的铁粉，必须使用硫酸进行处理才能得到纯净的银；
（4）为从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体，需要对溶液进行蒸发；溶液2和溶液3都是硫酸亚铁溶液，混合后加热可得到更多的晶体，综合利用；
故答案为：
（1）过量Fe；过滤；（2）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）不合理，因为要使Ag⁺完全置换出来，必须加入过量的铁；
（4）蒸发结晶；两种滤液中都含有硫酸亚铁，可得到更多的硫酸亚铁，综合利用（其他合理答案也可）．

点评 根据金属活动性顺序表，位于氢之前的金属能与酸发生置换反应将酸中氢置换出来，活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来．