Question

【题目】某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4 ， 较多的CuSO4和少量Na2SO4 ． 为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案．（可供选择的试剂为铁粉、稀H2SO4、NaOH溶液等试剂）
（1）操作a的名称为 ， 所需要的玻璃仪器为 ．
（2）固体E的成分为 ， 加入的试剂④为 ， 发生的化学方程式为 ．
（3）加入试剂①的目的是 ．
（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶体的操作为、冷却结晶、、洗涤、干燥．
（5）若废水中硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液，其中c（Cu2+）=0.1mol/L，c（Fe2+）=0.4mol/L，c（SO ）=0.6mol/L，已知氢离子浓度忽略不计，则c（Na+）为 ．

Answer 1

【答案】
（1）过滤；漏斗、玻璃棒、烧杯
（2）Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
（3）将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离
（4）蒸发浓缩；过滤
（5）0.2mol/L
【解析】解：先加过量碱，过滤得到Cu（OH）2 ， Fe（OH）2沉淀，滤液是Na2SO4、NaOH溶液，在Cu（OH）2 ， Fe（OH）2中加过量稀H2SO4 ， 溶液C的成分为CuSO4 ， FeSO4、H2SO4；在溶液中加过量铁，过滤出Fe、Cu，滤液D是FeSO4 ， 在固体E中加过量稀H2SO4 ， 过滤出Cu，实现了回收金属铜，滤液是FeSO4、H2SO4 ， 最后溶液合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO47H2O，回收硫酸亚铁，（1）操作a为过滤，用于分离固体和液体，用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，所以答案是：过滤；漏斗、玻璃棒、烧杯；（2）固体E为Fe和Cu，可加入硫酸，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以答案是：Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；（3）试剂①应为氢氧化钠，可将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离，所以答案是：将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离；（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶体的操作为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，所以答案是：蒸发浓缩；过滤；（5）溶液呈电中性，根据电荷守恒可知：2c（Cu2+）+c（Na+）+2c（Fe2+）=2c（SO ），c（Na+）=2×0.6mol/L﹣2×0.1mol/L﹣2×0.4mol/L=0.2 mol/L， 所以答案是：0.2 mol/L．