Question

【題目】某工廠的工業硫酸鹽廢水中含有大量的Fe2+、Fe3+、較多的Cu2+和少量的Na+。工廠計劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，設計如下流程圖。

回答下列問題；

(1)A的化學式為_________，D的化學式為_______。

(2)在工業廢水中加入過量A時，發應的離子方程式有：___________、__________。

(3)得到FeSO47H2O晶體的操作Ⅲ為：加熱濃縮、冷卻結晶、______、______、干燥。

Answer 1

【答案】Fe H2SO4 Fe + 2Fe3+=3Fe2+ Fe + Cu2+= Fe2++ Cu 過濾 洗滌

【解析】

工業廢水中含大量Fe2+、Fe3+、Cu2+和少量的Na+，從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，結合流程可知，要加入鐵粉，可置換出銅，同時生成硫酸亞鐵，經過濾，得到的濾液C中主要含硫酸亞鐵，濾渣B中含Cu、Fe，向該固體混合物中加入D為H2SO4，得到的溶液F為硫酸亞鐵，得到濾渣E為Cu，將溶液C、F合并就是FeSO4溶液，溶液經為蒸發、濃縮、冷卻結晶、過濾，洗滌、干燥就可得到FeSO4.7H2O晶體，以此來解答。

工業廢水中含大量Fe2+、Fe3+、Cu2+和少量Na+，從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，結合流程可知，要加入鐵粉，可置換出銅，同時生成硫酸亞鐵，經過濾，則濾液C中主要含硫酸亞鐵，濾渣B中含Cu、Fe，向該固體混合物中加入D為H2SO4，得到的溶液F為硫酸亞鐵，得到濾渣E為Cu，將溶液C、F合并就是FeSO4溶液，溶液經為蒸發、濃縮、冷卻結晶、過濾，洗滌、干燥就可得到FeSO4.7H2O晶體

(1)加入鐵粉，由于金屬活動性Fe>Cu，可發生酯化反應，置換出銅，反應的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu，鐵、銅的混合物中加入稀硫酸，鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑，所以A的化學式為Fe，D的化學式為H2SO4；

(2)由于離子的氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+>Na+，所以向工業廢水中加入過量A時，首先發生反應Fe + 2Fe3+=3Fe2+，然后發生反應Fe + Cu2+= Fe2++ Cu；

(3) FeSO4的溶解度受溫度的影響變化較大，所以從FeSO4的溶液中獲得晶體經過加熱，通過蒸發濃縮、冷卻結晶，然后過濾、 洗滌，最后干燥，就得到了FeSO47H2O晶體。