Question

（2012?南安市质检）某工厂排放的废水中含有大量的硫酸亚铁，少量的银离子以及污泥．某校兴趣小组的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：需加入过量的物质是

铁（或Fe）

，溶液2的溶质是

硫酸亚铁（或FeSO₄）

．
（2）步骤③中：需加入适量的物质是

H₂SO₄

（填化学式），发生反应的化学方程式是

Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑

，该反应属于

置换

反应（选填“化合”、“分解”、“置换”或“复分解”）．
（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？

否

，理由是

步骤②后所得固体含有杂质铁，不纯

．

Answer 1

分析：结合实验意图分析实验流程图，根据对流程的分析，判断流程中所需要加入的物质及所采取的实验操作，并对某些实验操作进行解释和评价：
（1）此过程是对银的分离，为了不引入新的杂质此处应放金属铁，铁和银盐反应产生银和硫酸亚铁；
（2）由于固体中含有银与过量的铁，所以要得到纯净的银应该消耗掉金属铁，加稀硫酸可使铁被消耗；
（3）因为只有②中加入过量的铁粉才能使银能被彻底置换出来，因此经过步骤②后所得固体是铁粉和银的混合物，因此经过步骤③除去过量的铁粉才能得到纯净的银．

解答：解：（1）步骤②为了回收银且得到硫酸亚铁溶液，应向废水中加入铁粉置换出废液中的银离子得到银，把反应后剩余固体与反应后的溶液分离，通过过滤操作得到的固体是铁粉和银粉，滤液是硫酸亚铁溶液；
（2）步骤③为把固体银中的过量铁粉除去且用所得溶液获得硫酸亚铁晶体，因此应选择加入稀硫酸与铁粉反应，反应生成硫酸亚铁和氢气；反应的方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）步骤②为把废水中的银离子完全置换，需要加入过量的铁粉，因此所得到的固体并不是纯净的银，需要步骤③稀硫酸溶解铁过程才能得到纯净的银；
故答案为：（1）铁（或Fe）； 硫酸亚铁（或Fe SO₄）；
（2）H₂SO₄；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； 置换；
（3）否； 步骤②后所得固体含有杂质铁，不纯．

点评：此题是一道金属回收题，解题的关键是要明确回收的原理，结合题目内的框题进行分析探讨，在选择所加入物质时，时时要注意到最终要得到硫酸亚铁晶体，因此所加入的物质不能引入其它物质而致使所得的硫酸亚铁不纯净．