Question

某工厂的工业废水中含有大量的硫酸亚铁、较多的Cu²⁺和较少的Na⁺以及部分泥沙．为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收绿矾和金属铜．请根据如图流程图完成实验方案．

（1）操作1的名称

 

．
（2）写出加入试剂或药品的名称：试剂1

 

，试剂2

 

．
（3）滤渣2所含物质的化学式为

 

．
（4）在澄清溶液中加入试剂1后发生化学反应，请写出该反应的离子方程式

 

．
（5）滤渣1中加入试剂2后发生化学反应，请写出该反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：物质分离、提纯的实验方案设计,物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：实验设计题

分析：工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu²⁺和少量的Na⁺，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，试剂1为Fe，操作I为过滤，试剂2为稀硫酸，操作2为过滤，则滤液2中含硫酸亚铁，滤渣2为Cu，滤液1中含硫酸亚铁，然后蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到FeSO₄.7H₂O，以此来解答．

解答： 解：工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu²⁺和少量的Na⁺，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，试剂1为Fe，操作I为过滤，试剂2为稀硫酸，操作2为过滤，则滤液2中含硫酸亚铁，滤渣2为Cu，滤液1中含硫酸亚铁，然后蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到FeSO₄.7H₂O，
（1）由上述分析可知，操作1为过滤，分离不溶性固体与液体，故答案为：过滤；
（2）由上述分析可知，试剂1为Fe，发生Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，试剂2为硫酸，铁粉、铜中加入适量稀硫酸，稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁，故答案为：Fe；稀硫酸；
（3）铁粉、铜中加H₂SO₄得到FeSO₄，Cu不反应，则滤渣2为Cu，故答案为：Cu；
（4）加入试剂1后发生化学反应，其离子反应为Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，故答案为：Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu；
（5）加入试剂2后发生化学反应，且离子反应为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故答案为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．

点评：本题考查混合物分离提纯实验方案的设计，为高频考点，把握实验流程中的试剂及发生的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，注意物质的性质、物质之间的反应，题目难度不大．