Question

2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有大量會(huì)污染環(huán)境的物質(zhì)，為了保護(hù)環(huán)境，這些廢液必須經(jīng)處理后才能排放．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jì)了如圖所示的方案對(duì)廢液進(jìn)行處理，以回收金屬，保護(hù)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)有鐵、銅．
（3）操作②中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液由淺綠色變?yōu)辄S色．
（4）對(duì)廢液處理的三步操作中，沒有涉及氧化還原反應(yīng)的是③（選填操作①操作②操作③）．
（5）對(duì)廢液處理時(shí)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(shí)生成的物質(zhì)是硫酸．

Answer 1

分析 Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應(yīng)生成亞鐵離子和單質(zhì)銅，通過過量得到固體A和溶液A由于鐵過量，沉淀A為鐵和銅的混合物，溶液A含亞鐵離子；亞鐵離子具有還原性，易被氧化劑氧化，故加入過氧化氫能把亞鐵離子氧化成鐵離子，故溶液B中含鐵離子；鐵離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，故沉淀C為氫氧化鐵沉淀，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(shí)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）操作①涉及反應(yīng)2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe=FeCl₂+Cu，②涉及反應(yīng)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+H₂O，③涉及反應(yīng)Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，結(jié)合化合價(jià)的變化判斷；
（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)生成亞鐵離子和單質(zhì)銅，通過過量得到固體A和溶液A由于鐵過量，沉淀A為鐵和銅的混合物，溶液A含亞鐵離子；亞鐵離子具有還原性，易被氧化劑氧化，故加入過氧化氫能把亞鐵離子氧化成鐵離子，故溶液B中含鐵離子；鐵離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，故沉淀C為氫氧化鐵沉淀，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：鐵、銅；
（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(shí)驗(yàn)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）操作①涉及反應(yīng)2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe=FeCl₂+Cu，②涉及反應(yīng)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+H₂O，③涉及反應(yīng)Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，只有③沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故答案為：③；
（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(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬的回收與環(huán)境保護(hù)，題目難度中等，注意掌握金屬回收方法、常見的離子之間的反應(yīng)，明確離子方程式的書寫方法，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(shí)的能力．