Question

15．某工廠廢液中含有氯化鈉、氯化銅和氯化亞鐵．某課外小組要從廢液中回收銅并得到鐵紅（主要成分Fe₂O₃），要求全過程不引入其他金屬元素．設(shè)計實驗方案如下圖，已知：Fe（OH）₂、Fe（OH）₃在常溫下均為難溶于水的物質(zhì)．請依據(jù)流程回答下列問題．

（1）加入過量A溶解后，再進(jìn)行操作a時玻璃棒的作用是引流．
（2）溶液甲中的溶質(zhì)是NaCl、FeCl₂．
（3）步驟①②③中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其中屬于置換反應(yīng)的是①②（填序號）．
（4）寫出步驟④氫氧化亞鐵在溶液中反應(yīng)生成氫氧化鐵的化學(xué)方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（5）鐵紅是煉鐵的主要原料，寫出用CO和鐵紅煉鐵的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 向廢水中加入過量的鐵，可以把銅還原出來，過濾得到銅、鐵．再向固體中加入過量的鹽酸，可以把鐵除去．這時的固體中只含有銅；溶液甲中含有溶質(zhì)氯化亞鐵和氯化鈉，溶液乙中含有氯化亞鐵和鹽酸向其加入過量的B，氯化亞鐵全部和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀．

解答 解：廢液中含有氯化鈉、氯化銅和氯化亞鐵，由于目的是獲得銅和鐵紅，所以需要在過程中銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，根據(jù)流程可以看成銅應(yīng)該出現(xiàn)在固體甲中，所以A就是轉(zhuǎn)化銅離子用的鐵粉，為使銅離子徹底轉(zhuǎn)化，所以應(yīng)該加入過量的鐵粉．這樣導(dǎo)致固體甲為生成的銅和剩余的鐵粉．當(dāng)加入過量鹽酸時，使鐵粉完全從銅粉中除掉，所以固體乙是純凈的銅粉，溶液乙為生成的氯化亞鐵和剩余的鹽酸．而溶液甲為氯化鈉和生成的氯化亞鐵．溶液甲和乙加入過量的B后生成氫氧化亞鐵，說明B為氫氧化鈉等可溶性堿．
（1）過濾可以除去不溶于水的物質(zhì)，玻璃棒起引流作用．故填：引流．
（2）溶液甲中含有溶質(zhì)氯化亞鐵和不參加反應(yīng)的氯化鈉；故填：NaCl、FeCl₂；
（3）步驟①②③中①是鐵和氯化銅反應(yīng)；②是鐵和鹽酸反應(yīng)；③中發(fā)生兩個反應(yīng)；氯化亞鐵和氫氧化鈉反應(yīng)；鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)這兩個反應(yīng)都屬于復(fù)分解反應(yīng)，①②中金屬與酸、金屬與鹽的反應(yīng)都是置換反應(yīng)；故填：①②；
（4）根據(jù)氫氧化亞鐵在氧氣和水的作用下生成氫氧化鐵，由它們的化學(xué)式可知反應(yīng)為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe （OH）₃
（5）鐵紅（主要成分Fe₂O₃），所以判定出反應(yīng)物是氧化鐵和一氧化碳，根據(jù)所學(xué)知識生成物應(yīng)是鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+3CO₂

點評 本題主要考查了玻璃棒的作用：（溶解中其加速溶解的作用、過濾中起引流的作用、蒸發(fā)中起使其受熱均勻地作用）；書寫化學(xué)方程式的配平，判斷某種物質(zhì)是否過量等方面的內(nèi)容．