Question

【題目】某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4 ， 較多的CuSO4和少量Na2SO4 ． 為了減少污染并變廢為寶，工廠計(jì)劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅．請(qǐng)根據(jù)下列流程圖，完成回收硫酸亞鐵和銅的實(shí)驗(yàn)方案．（可供選擇的試劑為鐵粉、稀H2SO4、NaOH溶液等試劑）
（1）操作a的名稱(chēng)為 ， 所需要的玻璃儀器為 ．
（2）固體E的成分為 ， 加入的試劑④為 ， 發(fā)生的化學(xué)方程式為 ．
（3）加入試劑①的目的是 ．
（4）從溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶體的操作為、冷卻結(jié)晶、、洗滌、干燥．
（5）若廢水中硫酸亞鐵、硫酸銅和硫酸鈉組成的混合溶液，其中c（Cu2+）=0.1mol/L，c（Fe2+）=0.4mol/L，c（SO ）=0.6mol/L，已知?dú)潆x子濃度忽略不計(jì)，則c（Na+）為 ．

Answer 1

【答案】
（1）過(guò)濾；漏斗、玻璃棒、燒杯
（2）Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
（3）將溶液中的Fe2+和Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀，便于與含有Na+的溶液分離
（4）蒸發(fā)濃縮；過(guò)濾
（5）0.2mol/L
【解析】解：先加過(guò)量堿，過(guò)濾得到Cu（OH）2 ， Fe（OH）2沉淀，濾液是Na2SO4、NaOH溶液，在Cu（OH）2 ， Fe（OH）2中加過(guò)量稀H2SO4 ， 溶液C的成分為CuSO4 ， FeSO4、H2SO4；在溶液中加過(guò)量鐵，過(guò)濾出Fe、Cu，濾液D是FeSO4 ， 在固體E中加過(guò)量稀H2SO4 ， 過(guò)濾出Cu，實(shí)現(xiàn)了回收金屬銅，濾液是FeSO4、H2SO4 ， 最后溶液合一塊，進(jìn)行蒸發(fā)，濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，就得到FeSO47H2O，回收硫酸亞鐵，（1）操作a為過(guò)濾，用于分離固體和液體，用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，所以答案是：過(guò)濾；漏斗、玻璃棒、燒杯；（2）固體E為Fe和Cu，可加入硫酸，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以答案是：Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；（3）試劑①應(yīng)為氫氧化鈉，可將溶液中的Fe2+和Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀，便于與含有Na+的溶液分離，所以答案是：將溶液中的Fe2+和Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀，便于與含有Na+的溶液分離；（4）從溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶體的操作為 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，所以答案是：蒸發(fā)濃縮；過(guò)濾；（5）溶液呈電中性，根據(jù)電荷守恒可知：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．