Question

某化学实验室产生的废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^-四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体．

（1）沉淀1中含有的金属单质是

 

．
（2）氧化时加入H₂O₂溶液发生反应的离子方程式为

 

．
（3）下列物质中，可以作为试剂X的是

 

（填字母）．
A．BaCl₂                   B．BaCO₃
C．NaOH                   D．Ba（OH）₂
（4）检验沉淀2洗涤是否完全的方法是

 

．
（5）制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是

 

．
（6）由过滤2得到的滤液制备BaCl₂的实验操作依次为

 

、冷却结晶、

 

、洗涤、干燥．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe³⁺能氧化单质铁生成Fe²⁺，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；滤液含有二价铁离子、钡离子、氯离子，加双氧水将二价铁氧化成三价铁离子，再加碱调节PH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去，所以沉淀2为氢氧化铁，进一步转化成氯化铁晶体，而滤液2则只剩氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体，以此解答；
（1）加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe³⁺能氧化单质铁生成Fe²⁺，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；
（2）氧化时加入H₂O₂溶液与二价铁离子发生氧化还原反应，据此写出反应的离子方程式；
（3）根据加试剂X调节PH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀进行解答；
（4）检验是否洗涤完全，可取最后一次滤液，检验溶液中是否含有钡离子；
（5）因为氯化铁蒸发时水解生成易挥发的氯化氢，所以制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，抑制Fe³⁺水解；
（6）根据以上分析解答．

解答： 解：加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe³⁺能氧化单质铁生成Fe²⁺，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；滤液含有二价铁离子、钡离子、氯离子，加双氧水将二价铁氧化成三价铁离子，再加碱调节PH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去，所以沉淀2为氢氧化铁，进一步转化成氯化铁晶体，而滤液2则只剩氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体；
（1）废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺两种金属离子，加入过量的铁粉后，铜离子被还原成金属铜，所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁，
故答案为：铜、铁；
（2）根据以上分析，氧化时加入H₂O₂溶液与二价铁离子发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）根据以上分析，加试剂X调节PH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而不能引入新的杂质，所以选BD，故选：BD；
（4）取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．（或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．），故答案为：取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．（或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．）；
（5）因为氯化铁蒸发时水解生成易挥发的氯化氢，所以制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，抑制Fe³⁺水解，故答案为：抑制Fe³⁺水解；
（6）根据以上分析，氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体；
故答案为：蒸发浓缩；过滤．

点评：本题考查了金属的回收与环境保护，题目难度中等，注意掌握金属回收方法、常见的离子之间的反应，明确离子方程式的书写方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．