Question

【題目】某廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl－四種離子，某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)下列方案對廢液進(jìn)行處理，以回收金屬并制備氯化鋇、氯化鐵晶體。

回答下列問題：

(1)寫出向廢液中加入過量鐵粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________。

(2)沉淀A中含有的金屬單質(zhì)是_______________。

(3)下列物質(zhì)中，可以用作試劑X的是_____________（填寫序號）。

A．BaCl2 B．BaCO3 C．NaOH D．Ba(OH)2

(4)向溶液B中通入Cl2的作用是__________________；實(shí)驗(yàn)過程中該小組同學(xué)用NaCl固體、MnO2和濃硫酸混合加熱的辦法制得Cl2，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________________；由于Cl2有毒，某同學(xué)建議用雙氧水替換，請寫出向溶液B中加入雙氧水后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__________________。

Answer 1

【答案】Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+鐵、銅BD將Fe2+ 氧化成Fe3+2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(濃) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O

【解析】

加入的過量的鐵屑，由于鐵的化學(xué)性質(zhì)比銅活潑，因此可以把金屬銅從鹽溶液中置換出來，同時(shí)Fe3+能氧化單質(zhì)鐵生成Fe2+，因此在過濾得到的沉淀1中含有的金屬單質(zhì)銅過量的鐵；濾液含有二價(jià)鐵離子、鋇離子、氯離子，通入Cl2將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵離子，再加堿調(diào)節(jié)pH值使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而除去，所以沉淀2為氫氧化鐵，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氯化鐵晶體，而濾液2則只剩氯化鋇溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氯化鋇固體。據(jù)此分析。

（1）向廢液中加入過量鐵粉發(fā)生的反應(yīng)中屬于置換反應(yīng)的是鐵把金屬銅從鹽溶液中置換出來，同時(shí)Fe3+能氧化單質(zhì)鐵生成Fe2+，反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+，

故答案為：Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+；
（2）廢液中含有Fe3+、Cu2+兩種金屬離子，加入過量的鐵粉后，銅離子被還原成金屬銅，所以在第①得到的沉淀中含有金屬銅和過量的鐵，

故答案為：銅、鐵；
（3）根據(jù)以上分析，加試劑X調(diào)節(jié)pH值使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而不能引入新的雜質(zhì)，所以選BD，

故答案為：BD；
（4）向溶液B中通入Cl2可以將Fe2+ 氧化成Fe3+；NaCl固體與濃硫酸混合加熱生成氯化氫、氯化氫與MnO2加熱反應(yīng)生成Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑，MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O或2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(濃) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O；向溶液B中加入雙氧水后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O，

故答案為：將Fe2+ 氧化成Fe3+；2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(濃) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O；2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O。