Question

15．某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下实验方案．结合实验方案回答下列问题：

（1）步骤①中发生的化学方程式为Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
（2）操作过滤，其目的是除去溶液中不溶性的杂质，步骤②中发生反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是除去金属混合物中过量的铁．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）掌握不溶性固体和液体分离的方法：过滤；铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
（3）由于加入的铁是过量的，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁；

解答 解：（1）由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入“铁”将铜离子转化为铜单质．故该反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）过滤可以除去溶液中不溶性的杂质；铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）因为步骤①中，金属铁过量，故步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁．
故答为：（1）Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；（2）不溶性； Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（3）除去金属混合物中过量的铁．

点评 解答本题时要注意混合物的分离要考虑为彻底分开而加入过量试剂，所以后一环节需要将之除去．