Question

某工厂排出的废水中含有大量的Fe²⁺、Cu²⁺和SO₄^2-．为了减少污染，变废为宝，工程师们设计了如下流程，以回收铜和硫酸亚铁．请回答：

（1）原料①为______（填化学式）．
（2）写出加入原料②后反应的离子方程式：______．
（3）若在实验室中完成该流程，操作②需要用到的玻璃仪器的名称是______、
______、______；整个实验操作过程中不可能用到的装置是______（填字母）．

Answer 1

解：（1）根据题意知，该物质能和铜离子反应且不引进新的杂质离子，所以只能是铁，故答案为：Fe．
（2）操作①中加入过量的铁才能使铜离子完全反应，所以所得固体的成分是铁和铜；分离铁和铜且回收铜，所以加入某物质与铁反应，与铜不反应，且与铁反应后的物质与操作①所得溶液中溶质的成分一样，加入的物质只能是稀硫酸，所以发生的离子反应为Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，故答案为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．
（3）操作②的分离是固体、液体分离，所以应用过滤的方法，故用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯；
操作①、②的分离是固体、液体分离，所以应用过滤的方法；操作③是蒸发掉水分，使溶质从溶液中析出，所以应用蒸发结晶的方法；
a、该装置是过滤装置，分离固体和液体；
b、该装置是萃取装置，根据溶解度的不同分离；
c、该装置是蒸发结晶装置，分离溶剂和溶质；
d、该装置是蒸馏装置，根据沸点的不同分离液体和液体；
所以选bd
故答案为：玻璃棒、漏斗、烧杯；bd．
分析：（1）根据该题要求：回收铜且不引进新的杂质判断原料①；
（2）先判断操作①后的固体成分，再根据流程图知：操作①后的溶液中的溶质与操作②后的溶液中的溶质相同写离子方程式；
（3）根据混合物的状态确定实验操作，根据实验操作确定实验仪器；根据各装置用途确定选项；
点评：本题考查了学生对高中化学实验装置图的理解和掌握程度．