Question

【題目】礦山廢水中含有大量的H2SO4和CuSO4，直接排放會(huì)影響水體酸堿性，并造成重金屬污染。通過處理可以回收金屬銅，并使廢水pH和重金屬含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

已知：步驟I無藍(lán)色沉淀生成。

（1）步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都需進(jìn)行的操作是_______。

（2）步驟Ⅱ得到金屬銅的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（3）加入Ca(OH)2可以降低鐵屑的消耗量，原因是_______（請(qǐng)用文字并結(jié)合化學(xué)方程式解釋）。

（4）步驟Ⅲ需加入Na2S才能使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，由此推測(cè)廢水③不達(dá)標(biāo)的主要原因 是其中含有_______。

Answer 1

【答案】 過濾 Fe + CuSO4 ==== Cu + FeSO4 Ca(OH)2會(huì)與廢水中的硫酸發(fā)生反應(yīng)：Ca(OH)2+H2SO4====CaSO4+2H2O，消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應(yīng)：Fe+H2SO4====FeSO4+H2 ↑ CuSO4（或Cu2+）

【解析】（1）根據(jù)固液分離考慮操作步驟；

（2）根據(jù)鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵反應(yīng)分析；

（3）根據(jù)氫氧化鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和水及鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣分析；

（4）根據(jù)步驟Ⅲ后生成CuS分析解答。

解：（1）步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都是進(jìn)行固體和液體的分離，故都需進(jìn)行的操作是過濾；

（2）鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe + CuSO4 =Cu + FeSO4；

（3）加入Ca(OH)2可以降低鐵屑的消耗量，原因是Ca(OH)2會(huì)與廢水中的硫酸發(fā)生反應(yīng)：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O，消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應(yīng)：Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑；

（4）由于步驟Ⅲ后生成CuS。故步驟Ⅲ需加入Na2S才能使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，由此推測(cè)廢水③不達(dá)標(biāo)的主要原因是其中含有CuSO4（或Cu2+）。