Question

4．某工業(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（如圖1），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）

（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所需玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯．
（2）固體E的成分為Fe和Cu，加入的試劑c為稀硫酸．
（3）加入試劑a的目的是將溶液中的Fe²⁺和Cu²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，便于與含有Na⁺的溶液分離．
（4）操作IV得到FeSO₄•7H₂O晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、降溫（冷卻）結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．
（5）實(shí)驗(yàn)室用上述實(shí)驗(yàn)獲得的硫酸亞鐵晶體配制500mL 0.40mol/L FeSO₄溶液．
①配制溶液時(shí)，進(jìn)行如下操作：a．定容；b．計(jì)算；c．溶解；d．搖勻；e．轉(zhuǎn)移；f．洗滌；j．稱量．按照操作順序依次為bjcefad（填序號(hào)）．
②某同學(xué)轉(zhuǎn)移溶液的操作如圖2所示，圖中儀器的名稱是燒杯和500mL容量瓶，該同學(xué)操作中的錯(cuò)誤是未用玻璃棒引流．

Answer 1

分析 工業(yè)廢水中含有大量的FeSO₄，較多的CuSO₄和少量Na₂SO₄，從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，結(jié)合流程可知，試劑a為NaOH溶液，操作I為過(guò)濾，則B中主要含有硫酸鈉，C中含有氫氧化銅和氫氧化亞鐵或氫氧化鐵，加入稀H₂SO₄，溶液D為硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵的混合物，加入過(guò)量的鐵粉，操作Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，得到E為Cu、Fe，溶液F中主要含F(xiàn)eSO₄，Cu、Fe與試劑c為稀硫酸，得固體F為Cu，溶液G中含有FeSO₄，從硫酸亞鐵溶液中獲得晶體，操作Ⅳ為蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾，可得到FeSO₄.7H₂O，以此來(lái)解答．

解答 解：工業(yè)廢水中含有大量的FeSO₄，較多的CuSO₄和少量Na₂SO₄，從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，結(jié)合流程可知，試劑a為NaOH溶液，操作I為過(guò)濾，則B中主要含有硫酸鈉，C中含有氫氧化銅和氫氧化亞鐵或氫氧化鐵，加入稀H₂SO₄，溶液D為硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵的混合物，加入過(guò)量的鐵粉，操作Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，得到E為Cu、Fe，溶液F中主要含F(xiàn)eSO₄，Cu、Fe與試劑c為稀硫酸，得固體F為Cu，溶液G中含有FeSO₄，從硫酸亞鐵溶液中獲得晶體，操作Ⅳ為蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾，可得到FeSO₄.7H₂O，
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均為過(guò)濾，所需玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；   
（2）根據(jù)上面的分析可知，固體E的成分為 Fe和Cu，加入的試劑c為稀硫酸，故答案為：Fe和Cu；稀硫酸；
（3）試劑a為NaOH溶液，加入試劑a的目的是將溶液中的Fe²⁺和Cu²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，便于與含有Na⁺的溶液分離，
故答案為：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）根據(jù)上面的分析可知，操作IV為蒸發(fā)濃縮、降溫（冷卻）結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，故答案為：降溫（冷卻）結(jié)晶；
（5）①配制500mL 0.40mol/L FeSO₄溶液溶液時(shí)，進(jìn)行的操作為計(jì)算、稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻，所以操作順序依次為 bjcefad，
故答案為：bjcefad；
②根據(jù)裝置圖可知，圖中儀器的名稱是燒杯和  500mL容量瓶，向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流，故答案為：500mL容量瓶；未用玻璃棒引流．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的分離、提純，側(cè)重分離流程和廢水處理的考查，把握流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及分離方法為解答的關(guān)鍵，注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查，題目難度不大．