Question

6．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）溶液B中的金屬陽(yáng)離子有Fe²⁺、Al³⁺（H⁺）；．
（3）寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式：
B→D：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Clˉ；
D→E：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（4）試劑G是稀鹽酸或稀硫酸（寫(xiě)名稱(chēng)）；溶液E焰色反應(yīng)呈紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃），試劑H是KOH（用化學(xué)式表示）．

Answer 1

分析 （1）某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過(guò)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(lái)，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過(guò)量，所以所得固體包括Fe和Cu；
（2）根據(jù)工業(yè)廢水中加入鐵以后發(fā)生的反應(yīng)來(lái)確定溶液中的離子；
（3）過(guò)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^-，1mol氯氣參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子；檢驗(yàn)Fe³⁺ 的方法是加KSCN溶液，溶液變紅；D→E是鋁離子生成氫氧化鋁沉淀，以及氫氧化鋁溶解在堿中的離子反應(yīng)，據(jù)此分析解答；
（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(guò)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(lái)，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過(guò)濾得到Fe、Cu，
故答案為：Fe、Cu；
（2）金屬鐵可以和鐵離子、銅離子之間反應(yīng)，過(guò)濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，故答案為：Fe²⁺、Al³⁺（H⁺）；
（3）過(guò)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，加堿先發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，強(qiáng)堿過(guò)量Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，總反應(yīng)為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Clˉ；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（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)呈紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃），說(shuō)明含有鉀離子，說(shuō)明試劑H是氫氧化鉀；
故答案為：稀鹽酸或稀硫酸、KOH．

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．