Question

1．某化學(xué)實驗室產(chǎn)生的酸性廢液中含有兩種金屬離子：Fe³⁺、Cu²⁺，化學(xué)小組設(shè)計了如圖所示的方案對廢液進行處理，以回收金屬，保護環(huán)境．

（1）操作①的名稱是過濾．
（2）沉淀A中含有的金屬單質(zhì)有Fe和Cu．
（3）操作②中觀察到的實驗現(xiàn)象是溶液由淺綠色變?yōu)辄S色．
（4）生成的沉淀C是紅褐色，受熱易分解，其受熱分解的化學(xué)方程式為2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
（5）對廢液處理時使用的H₂O₂是一種常用的氧化劑，也能與SO₂發(fā)生反應(yīng)，兩者反應(yīng)時生成的物質(zhì)是硫酸．

Answer 1

分析 Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應(yīng)生成Fe²⁺和單質(zhì)Cu，通過過濾得到固體A和溶液A，由于鐵過量，沉淀A為Fe和Cu的混合物，溶液A含亞Fe²⁺；Fe²⁺具有還原性，易被氧化劑氧化，故加入H₂O₂能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液B中含F(xiàn)e³⁺；Fe³⁺和氨水反應(yīng)生成Fe（OH）₃沉淀，故沉淀C為Fe（OH）₃沉淀，廢水通過處理不含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺，可以排放．
（1）分離沉淀和溶液采取過濾的方法；
（2）操作①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Fe³⁺能氧化單質(zhì)鐵生成Fe²⁺，因此在第①得到的濾渣中都含有金屬銅過量的鐵；
（3）根據(jù)Fe²⁺能被過氧化氫生成Fe³⁺；
（4）C是氫氧化鐵，其受熱易分解生成氧化鐵和水；
（5）SO₂和H₂O₂在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸．

解答 解：Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應(yīng)生成Fe²⁺和單質(zhì)Cu，通過過濾得到固體A和溶液A，由于鐵過量，沉淀A為Fe和Cu的混合物，溶液A含亞Fe²⁺；Fe²⁺具有還原性，易被氧化劑氧化，故加入H₂O₂能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液B中含F(xiàn)e³⁺；Fe³⁺和氨水反應(yīng)生成Fe（OH）₃沉淀，故沉淀C為Fe（OH）₃沉淀，廢水通過處理不含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺，可以排放．
（1）把鐵銅混合物和溶液分開，采取過濾方法，故答案為：過濾；
（2）廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺兩種金屬離子，加入過量的鐵粉后，鐵離子被還原為亞鐵離子，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：Fe、Cu；
（3）Fe²⁺能被過氧化氫生成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，觀察到的實驗現(xiàn)象是溶液由淺綠色變?yōu)辄S色，
故答案為：溶液由淺綠色變?yōu)辄S色；
（4）C是氫氧化鐵，其受熱易分解生成氧化鐵和水，反應(yīng)方程式為2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O
，故答案為：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（5）SO₂和H₂O₂在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸，方程式為SO₂+H₂O₂═H₂SO₄，故答案為：硫酸．

點評 本題以金屬的回收和利用為載體考查物質(zhì)分離和提純，為高頻考點，涉及基本操作、氧化還原反應(yīng)等知識點，明確離子性質(zhì)及基本操作方法是解本題關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．