Question

（2013?桂林模擬）小明和幾位同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的廢液，他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案．結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案回答下列問題：
（1）步驟①中，金屬X是

鐵

，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu

；
（2）步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是

除去銅中的鐵

；
（3）小明經(jīng)過稱量，獲知實(shí)驗(yàn)方案中的“金屬混合物質(zhì)量為120g，“金屬銅”的質(zhì)量為64g，則最終獲得的硫酸亞鐵質(zhì)量比原廢液中的硫酸亞鐵質(zhì)量增加

304

g．

Answer 1

分析：（1）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；
（2）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；
（3）根據(jù)銅的質(zhì)量計(jì)算出鐵與硫酸銅反應(yīng)生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量，用120g-64g計(jì)算出鐵的質(zhì)量，再計(jì)算出鐵與硫酸反應(yīng)生成的硫酸亞鐵質(zhì)量．

解答：解：（1）由題意可知，由于需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液還必須為硫酸亞鐵，即不能引入新的雜質(zhì)，所以可以加入鐵將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu；
（2）步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是 除去銅中的鐵；
（3）設(shè)鐵與硫酸銅反應(yīng)生成64g銅的同時(shí)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為X則：
Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu
          152    64
          X      64g
根據(jù)：

152

64

=

X

64g

解得X=152g，
金屬混合物中剩余鐵的質(zhì)量為120g-64g=56g，設(shè)56g鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為Y則：
Fe+H₂SO₄ ═FeSO₄ +H₂↑
56         152
56g        Y
根據(jù)：

56

152

=

56g

Y

解得Y=152g，所以則最終獲得的硫酸亞鐵質(zhì)量比原廢液中的硫酸亞鐵質(zhì)量增加了152g+152g=304g
故答為：（1）鐵，F(xiàn)e+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu；（2）除去銅中的鐵；（3）304．

點(diǎn)評：解答本題時(shí)要注意混合物的分離要考慮為徹底分開而加入過量試劑，所以后一環(huán)節(jié)需要將之除去．