Question

已知某工业废水中含有大量FeSO₄，较多的Cu²⁺，少量的Na⁺以及部分污泥，通过下列流程可从该废水中回收FeSO₄?7H₂O晶体及金属Cu．

（1）步骤1的主要操作是

过滤

，需用到的玻璃仪器有

烧杯

，

普通漏斗

、

玻璃棒

．
（2）步骤2中发生反应的离子方程式为

Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu

；
（3）步骤3中加入的Y溶液是

H₂SO₄

（填化学式）；
（4）步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩．

冷却结晶

．过滤．洗涤．烘干．
（5）实验室要配制100mL1.0mol?L^-1 FeSO₄溶液，经计算，应该用托盘天平称取FeSO₄?7H₂O固体

27.8

g．

Answer 1

分析：工业废水中含有大量FeSO₄，较多的Cu²⁺，少量的Na⁺以及部分污泥，首先通过步骤1进行过滤除去污泥，在步骤2中加入过量的Fe，发生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，过量的Fe用稀硫酸除去，发生反应为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO₄?7H₂O晶体．

解答：解：（1）步骤1为不溶性固体和溶液的分离，应为过滤操作，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、普通漏斗，
故答案为：过滤；烧杯；普通漏斗；玻璃棒；
（2）在步骤2中加入过量的Fe，发生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，以制得单质Cu，故答案为：Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺；
（3）经步骤2后所得固体混合物为Fe和Cu的混合物，过量的Fe用稀H₂SO₄除去，发生反应为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
故答案为：H₂SO₄；
（4）最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO₄?7H₂O晶体，故答案为：冷却结晶；
（5）n（FeSO₄）=0.1L×1.0mol/L=0.1mol，n（FeSO₄?7H₂O）=n（FeSO₄）=0.1mol，
m（FeSO₄?7H₂O）=0.1mol×278g/mol=27.8g，
故答案为：27.8．

点评：本题考查物质的分离和提纯，题目难度不大，注意根据物质的性质选择分离提纯的方法，特别是过滤和蒸发结晶操作，注意把握所使用仪器和操作步骤．