Question

利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理．
（1）染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-，可以在碱性条件下加入铝粉除去（加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体）．除去NO2-的离子方程式为

 

．
常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	-	-	4.7	-
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9（＞9溶解）

（2）印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl₃．腐蚀铜板后的混合浊液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10mol?L^-1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的实验步骤：①

 

；②

 

；③过滤．（提供的药品：Cl₂、浓H₂SO₄、NaOH溶液、CuO、Cu）．

Answer 1

考点：离子方程式的书写,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：化学实验基本操作

分析：（1）铝与强碱能反应生成偏铝酸盐，高中学过的能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，由此判断该反应的生成物，从而写出离子方程式；
（2）除杂的原则是：除去杂质且不引进新的杂质，除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，必须先使Fe²⁺转化为Fe³⁺，再加入氧化铜除去多余的氯气，调节溶液的PH值，使Fe³⁺完全转化为氢氧化铁从而除去溶液中的Fe³⁺．

解答： 解：（1）据题意知，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，铝与强碱能反应生成偏铝酸盐，铝是还原剂，NO₂^-是氧化剂，所以能发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和氨水，离子方程式为：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O．
故答案为：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O；
（2）①除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，根据生成沉淀所需溶液 的PH值知，若使Fe²⁺转化为沉淀时，铜离子已经完全沉淀，所以不符合题意，故首先把Fe²⁺转化为Fe³⁺，加入氧化剂且不引进新的杂质，所以首先要通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
②通入足量氯气后，溶液呈酸性，所以要加入某种物质除去溶液中的酸且不引进新的杂质，所以要加入氧化铜，使酸转化为氯化铜，当溶液的pH值4.7时，铜离子开始出现沉淀，当溶液的pH值为3.2时，三价铁离子沉淀完全，铜离子未产生沉淀，所以要使三价铁离子和铜离子分离，溶液的pH值应为[3.2，4.7）．
故答案为：向溶液中通入足量Cl₂；向溶液中加入CuO调节pH3.2-4.7．

点评：本题考查了离子方程式的书写、物质的分离等知识点，难度不大，注意会运用溶液的PH值对溶液中的离子进行分离，除杂的原则是：除去杂质且不引进新的杂质．