Question

某校化学实验室废液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的废水，若直接排放到下水道不仅造成重金属污染而且造成浪费．初三某班的同学，准备运用刚学到的“常见金属活动性顺序表”结合其他有关化学知识对废水进行处理．
（1）回忆常见金属活动顺序表，在下表空格中分别填入对应的元素符号．

（2）设计除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案，讨论有关问题：

①操作a的名称是：

 

，进行操作a使用玻璃棒的作用是

 

．
②金属X是

 

（填化学式，下同），有关反应的化学方程式为

 

．溶液Y是

 

，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

分析：（1）根据金属活动性顺序表的内容，在空格中填入金属元素的符号．
（2）①依据混合物分离的方法分析判断操作A，根据玻璃棒的应用分析其作用；
②由于目的是获得铜单质和硫酸亚铁，所以需要将铜离子转化为铜单质，而溶液中需要的是硫酸亚铁而不能引入新的杂质，所以加入的能够将铜离子转化为铜单质的只能是单质铁；由于加入的铁是过量的，需要加入过量稀硫酸除去铜中的铁．据此分析回答．

解答：解：（1）由金属活动性顺序表的内容可知，介于Zn、Sn之间的是Fe；介于H、Hg之间的是Cu；介于Hg、Pt之间的是Ag．故填入下表如下：
（2）①过滤是将不溶性固体从溶液中分离出来的操作，所以由图示可知，该操作应该是过滤；在进行过滤时，使用玻璃棒的作用是引流．
②为回收废液中的Cu²⁺，需加入活动性在铜前面的金属进行置换，但要得到较为纯净FeSO₄的溶液，只能向废液中加入过量的铁粉与硫酸铜发生置换反应，生成物中只有硫酸亚铁，加入其它金属溶液中又混有其它溶质．所以，金属X是Fe，反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．由于有过量铁粉，为除去混在铜粉里的铁粉并且得到FeSO₄溶液，把金属混合物放入足量的稀硫酸并过滤即可．所以，溶液Y是H₂SO₄，反应的方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
故答为：（1）；见上表；（2）①过滤，引流；②Fe，Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu、H₂SO₄、Fe+H_2SO₄=FeSO₄+H₂↑．

点评：金属活动顺序表是解决与金属相关变化的重要工具，表中H元素为标志性参考元素，H之前为活泼金属，H之后金属性质不活泼．