Question

11．某�；瘜W實驗室廢液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，若直接排放到下水道不僅造成重金屬污染而且造成浪費．加入足量的溶液Y過濾、洗滌加入過量的金屬X，過濾含F(xiàn)eSO₄和CuSO₄的廢水濾液銅不純的銅濾液熱飽和溶液冷卻結晶硫酸亞鐵晶體，設計回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案如下：
請回答下列問題：
Ⅰ．整個實驗過程中多次采取過濾，該操作用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗 和玻璃棒．
Ⅱ．金屬X是Fe（或鐵），其加入廢水后發(fā)生反應的化學方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；溶液Y是稀硫酸，利用其除去銅中雜質(zhì)，有關反應的化學方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．

Answer 1

分析 廢液中回收硫酸亞鐵晶體和銅，分析實驗方案，明確回收原理及操作方法，完成實驗的反應原理、所需儀器及過濾與結晶的操作．由于目的是獲得銅單質(zhì)和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質(zhì)，所以加入的能夠?qū)�銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)的只能是單質(zhì)鐵；由于加入的鐵是過量的，加入過量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵；

解答 解：
（1）過濾是將不溶性固體從溶液中分離出來的操作，組裝過濾器需要的儀器有：鐵架臺、漏斗、濾紙、燒杯和玻璃棒．故答案為：漏斗；
（2）為回收廢液中的Cu²⁺需加入活動性在銅前面的金屬進行置換，但要得到較為純凈FeSO₄的溶液，只能向廢液中加入過量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應，生成物中只有硫酸亞鐵，加入其它金屬溶液中又混有其它溶質(zhì)．加入過量鐵粉是為了將銅離子全部置換出來．銅排在氫后面，不與酸反應，而鐵排在氫前面，與酸反應，因此為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸并過濾即可．
故答案為：
（1）過濾；結晶（或蒸發(fā)結晶或冷卻結晶）．
（2）Fe（或鐵），F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu；稀硫酸；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；

點評 本題考查了金屬活動性順序的應用，完成此題，可以依據(jù)金屬活動性順序及其意義進行．金屬活動順序表是解決與金屬相關變化的重要工具，表中H元素為標志性參考元素，H之前為活潑金屬，H之后金屬性質(zhì)不活潑．