Question

5．有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁，少量的铜离子以及污泥．某同学设计了一个既经济又合理的方法回收铜和硫酸亚铁晶体．方案流程如图

回答下列问题：
（1）操作①的名称是过滤．
（2）步骤②中，加入过量的铁粉，充分反应后得到的溶液呈浅绿色．
（3）为了得到纯净的铜，步骤③中，加入稀硫酸，其发生反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（4）步骤④的操作时蒸发结晶，在该操作中玻璃棒的作用是搅拌．防止局部过热造成液滴飞溅．

Answer 1

分析 根据过滤分离不溶性固体与液体，将废水中的污泥与溶液用过滤法分离，得溶液1中含有硫酸铜和硫酸亚铁，加入过量的铁将硫酸铜中的铜全部置换出来，过滤得到铜和铁的混合物和滤液硫酸亚铁，然后在固体混合物中加入适量硫酸与铁反应生成硫酸亚铁溶液，最后将硫酸亚铁溶液蒸发结晶即得硫酸亚铁晶体进行分析．

解答 解：（1）步骤①是将污泥与溶液分离，所以可用过滤；
（2）要将硫酸铜与硫酸亚铁的混合溶液中回收铜，同时得到硫酸亚铁溶液，只能加入过量的铁置换硫酸铜溶液中的铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；充分反应后得到的溶液呈浅绿色；
（3）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，因此经过步骤②之后得到的固体中含有生成的铜和剩余的铁，加入适量稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁，化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）将溶液2和3合在一起进行蒸发结晶即可得到硫酸亚铁晶体．在该操作中玻璃棒的作用是搅拌，防止局部过热造成液滴飞溅．
故答案为：
（1）过滤，
（2）浅绿；
（3）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）搅拌，防止局部过热造成液滴飞溅．

点评 从废水中回收金属一般步骤先加入一种廉价金属置换出另一种金属，然后过滤，将过量金属除去即可．