Question

20．某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，為了減少環(huán)境污染，變廢為寶，利用廢鐵屑和其它化學(xué)試劑進(jìn)行如下操作，得到了Fe₂O₃、Al₂O₃和金屬Cu．

請(qǐng)回答：
（1）固體A的成分是Fe、Cu．（用化學(xué)式表示）
（2）寫出B→D的離子方程式2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Clˉ．
（3）溶液B中的陽離子有Fe²⁺、Al³⁺（H⁺）．
（4）溶液E焰色反應(yīng)呈黃色，試劑H是NaOH（用化學(xué)式表示）．

Answer 1

分析 某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過量鐵2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過量，所以所得固體A包括Fe和Cu，G為稀鹽酸或稀硫酸，C為Cu，B為Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，生成+3價(jià)的鐵離子，然后加入過量的NaOH溶液，E為NaAlO₂溶液，可在溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，生成氫氧化鋁沉淀，分解可生成氧化鋁，沉淀F為Fe（OH）₃，加熱分解可生成氧化鐵，
（1）某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過量鐵2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過量，所以所得固體包括Fe和Cu；
（2）過濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，生成+3價(jià)的鐵離子，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）根據(jù)工業(yè)廢水中加入鐵以后發(fā)生的反應(yīng)來確定溶液中的離子；
（4）金屬鐵可以和鹽酸、稀硫酸之間反應(yīng)，但是金屬銅和稀鹽酸、稀硫酸之間不反應(yīng)，據(jù)此實(shí)現(xiàn)金屬鐵和銅的分離，鋁離子可以和氫氧根離子之間反應(yīng)生成可溶溶液，可以實(shí)現(xiàn)鋁離子和亞鐵離子的分離．

解答 解：（1）根據(jù)流程圖中可以知道，完成回收鐵紅、Al₂O₃和金屬Cu，先加過量鐵粉，2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過濾得到Fe、Cu，
故答案為：Fe、Cu；
（2）過濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；該反應(yīng)中氯氣中氯元素從0價(jià)變?yōu)楫a(chǎn)物中的氯離子，化合價(jià)降低是氧化劑，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Clˉ；
（3）金屬鐵可以和鐵離子、銅離子之間反應(yīng)，過濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，故答案為：Fe²⁺、Al³⁺（H⁺）；
（4）金屬鐵可以和鹽酸、稀硫酸之間反應(yīng)，但是金屬銅和稀鹽酸、稀硫酸之間不反應(yīng)，據(jù)此實(shí)現(xiàn)金屬鐵和銅的分離，所以試劑G是稀鹽酸或是稀硫酸，分離Al³⁺、Fe²⁺，需加強(qiáng)堿，氫氧化鋁既可以和強(qiáng)酸反應(yīng)還可以和強(qiáng)堿反應(yīng)，溶液E焰色反應(yīng)呈黃色說明含有鈉離子，說明試劑H是氫氧化鈉；
故答案為：NaOH．

點(diǎn)評(píng) 本題以工業(yè)廢水中回收鐵紅、Al₂O₃和金屬Cu考查了物質(zhì)的分離和提純，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇分離提純的方法，題目難度中等．