Question

某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^-四種離子，現(xiàn)設(shè)計(jì)下列方案對廢液進(jìn)行處理，以回收金屬并制備氯化鋇、氯化鐵晶體．

（1）沉淀1中含有的金屬單質(zhì)是

 

．
（2）氧化時(shí)加入H₂O₂溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）下列物質(zhì)中，可以作為試劑X的是

 

（填字母）．
A．BaCl₂                   B．BaCO₃
C．NaOH                   D．Ba（OH）₂
（4）檢驗(yàn)沉淀2洗滌是否完全的方法是

 

．
（5）制備氯化鐵晶體過程中需保持鹽酸過量，其目的是

 

．
（6）由過濾2得到的濾液制備BaCl₂的實(shí)驗(yàn)操作依次為

 

、冷卻結(jié)晶、

 

、洗滌、干燥．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：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⁺，因此在過濾得到的沉淀1中含有的金屬單質(zhì)銅過量的鐵；濾液含有二價(jià)鐵離子、鋇離子、氯離子，加雙氧水將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵離子，再加堿調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而除去，所以沉淀2為氫氧化鐵，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氯化鐵晶體，而濾液2則只剩氯化鋇溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氯化鋇固體，以此解答；
（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⁺，因此在過濾得到的沉淀1中含有的金屬單質(zhì)銅過量的鐵；
（2）氧化時(shí)加入H₂O₂溶液與二價(jià)鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（3）根據(jù)加試劑X調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀進(jìn)行解答；
（4）檢驗(yàn)是否洗滌完全，可取最后一次濾液，檢驗(yàn)溶液中是否含有鋇離子；
（5）因?yàn)槁然�鐵蒸發(fā)時(shí)水解生成易揮發(fā)的氯化氫，所以制備氯化鐵晶體過程中需保持鹽酸過量，抑制Fe³⁺水解；
（6）根據(jù)以上分析解答．

解答： 解：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⁺，因此在過濾得到的沉淀1中含有的金屬單質(zhì)銅過量的鐵；濾液含有二價(jià)鐵離子、鋇離子、氯離子，加雙氧水將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵離子，再加堿調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而除去，所以沉淀2為氫氧化鐵，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氯化鐵晶體，而濾液2則只剩氯化鋇溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氯化鋇固體；
（1）廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺兩種金屬離子，加入過量的鐵粉后，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：銅、鐵；
（2）根據(jù)以上分析，氧化時(shí)加入H₂O₂溶液與二價(jià)鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）根據(jù)以上分析，加試劑X調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而不能引入新的雜質(zhì)，所以選BD，故選：BD；
（4）取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硫酸鈉溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全．（或取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硝酸銀溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全．），故答案為：取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硫酸鈉溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全．（或取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硝酸銀溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全．）；
（5）因?yàn)槁然�鐵蒸發(fā)時(shí)水解生成易揮發(fā)的氯化氫，所以制備氯化鐵晶體過程中需保持鹽酸過量，抑制Fe³⁺水解，故答案為：抑制Fe³⁺水解；
（6）根據(jù)以上分析，氯化鋇溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氯化鋇固體；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；過濾．

點(diǎn)評：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)知識的能力．