Question

某工厂排放的工业废水中含Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，为了减少环境污染，变废为宝，利用废铁屑和其它化学试剂进行如下操作，得到了Fe₂O₃、Al₂O₃和金属Cu．

请回答：
（1）固体A的成分是

 

．（用化学式表示）
（2）溶液B中的阳离子有

 

．
（3）写出B→D的离子方程式

 

．
（4）试剂G是

 

（写名称）溶液E焰色反应呈黄色，试剂H是

 

（用化学式表示）．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）某工厂排放的工业废水中含Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加过量铁2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，铁在金属活动顺序表中排在铜的前面，所以铁粉把铜置换出来，发生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于铁过量，所以所得固体包括Fe和Cu；
（2）根据工业废水中加入铁以后发生的反应来确定溶液中的离子；
（3）过滤所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2价的铁离子被氯水氧化，生成+3价的铁离子，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，1mol氯气参加反应转移2mol电子；检验Fe³⁺ 的方法是加KSCN溶液，溶液变红；
（3）分离Al³⁺、Fe²⁺，需加强碱，利用氢氧化铝的两性进行分离，D→E是铝离子生成氢氧化铝沉淀，以及氢氧化铝溶解在碱中的离子反应，据此分析解答
（4）金属铁可以和盐酸、稀硫酸之间反应，但是金属铜和稀盐酸、稀硫酸之间不反应，据此实现金属铁和铜的分离，铝离子可以和氢氧根离子之间反应生成可溶溶液，可以实现铝离子和亚铁离子的分离．

解答： 解：（1）根据流程图中可以知道，完成回收铁红、Al₂O₃和金属Cu，先加过量铁粉，2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，铁在金属活动顺序表中排在铜的前面，所以铁粉把铜置换出来，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，过滤得到Fe、Cu，
故答案为：Fe、Cu；
（2）金属铁可以和铁离子、铜离子之间反应，过滤所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，故答案为：Fe²⁺、Al³⁺（H⁺）；
（3）过滤所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2价的铁离子被氯水氧化，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；该反应中氯气中氯元素从0价变为产物中的氯离子，化合价降低是氧化剂，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Clˉ；
（4）金属铁可以和盐酸、稀硫酸之间反应，但是金属铜和稀盐酸、稀硫酸之间不反应，据此实现金属铁和铜的分离，所以试剂G是稀盐酸或是稀硫酸，分离Al³⁺、Fe²⁺，需加强碱，氢氧化铝既可以和强酸反应还可以和强碱反应，溶液E焰色反应呈黄色说明含有钠离子，说明试剂H是氢氧化钠；
故答案为：稀盐酸或稀硫酸、NaOH．

点评：本题以工业废水中回收铁红、Al₂O₃和金属Cu考查了物质的分离和提纯，注意根据物质的性质选择分离提纯的方法，题目难度中等．