Question

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．九年級某興趣小組的同學，準備運用剛學到的“常見金屬活動性順序表”結(jié)合其他有關化學知識對廢水進行處理．（不引入其他金屬）
設計除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案，討論有關問題：

①M的成分是

 

．
②廢水在加入金屬X前需進行過濾，目的是將其中

 

性雜質(zhì)除去．進行過濾的操作所需的儀器有：

 

、

 

、

 

、

 

．
③金屬X是

 

，加入過量X的目的是

 

，金屬X加入廢水后發(fā)生反應的化學方程式為

 

；溶液Y是

 

，利用其除去銅中雜質(zhì)，有關反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：金屬的化學性質(zhì),過濾的原理、方法及其應用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

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(jié)晶的操作．
①根據(jù)圖框分析M的成分；②依據(jù)混合物分離的方法分析判斷操作A，根據(jù)玻璃棒的應用分析其作用；
③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，需要加入過量稀硫酸除去銅中的鐵．據(jù)此分析回答．

解答：解：①根據(jù)圖框分析M的成分為鐵、銅；
②過濾是將不溶性固體從溶液中分離出來的操作，所以由圖示可知，該操作應該是過濾；組裝過濾器需要的儀器有：燒杯、玻璃棒、鐵架臺、漏斗；
③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)．所以，金屬X是Fe，其反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；由于有過量鐵粉，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．所以，溶液Y是H₂SO₄，其反應的化學方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
故答案為：
①鐵、銅．
②不可溶． 燒杯、玻璃棒、鐵架臺、漏斗．
③鐵，與硫酸銅充分反應，F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu； 稀硫酸，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．

點評：本題考查了金屬的活動性順序的運用，首先明確金屬和酸及金屬和鹽溶液反應的規(guī)律是解決問題的關鍵；然后根據(jù)所給的實驗、問題情景或圖表信息等，結(jié)合所學的相關知識和技能，細致地閱讀、分析題意等，聯(lián)系著生活實際，細心地進行探究、推理，最后，按照題目的要求，進行解答即可．