Question

2．化學實驗室產(chǎn)生的廢液中含有大量會污染環(huán)境的物質，為了保護環(huán)境，這些廢液必須經(jīng)處理后才能排放．某化學實驗室產(chǎn)生的酸性廢液中含有兩種金屬離子：Fe³⁺、Cu²⁺，化學小組設計了如圖所示的方案對廢液進行處理，以回收金屬，保護環(huán)境．

（1）操作①的名稱是過濾．
（2）沉淀A中含有的金屬單質有鐵、銅．
（3）操作②中觀察到的實驗現(xiàn)象是溶液由淺綠色變?yōu)辄S色．
（4）對廢液處理的三步操作中，沒有涉及氧化還原反應的是③（選填操作①操作②操作③）．
（5）對廢液處理時使用的H₂O₂是一種常用的氧化劑，也能與SO₂發(fā)生反應，兩者反應時生成的物質是硫酸．

Answer 1

分析 Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應生成亞鐵離子和單質銅，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，由于鐵的化學性質比銅活潑，因此可以把金屬銅從鹽溶液中置換出來，同時Fe³⁺能氧化單質鐵生成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2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe=FeCl₂+Cu，②涉及反應2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+H₂O，③涉及反應Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，結合化合價的變化判斷；
（5）SO₂和H₂O₂在溶液中發(fā)生氧化還原反應生成硫酸．

解答 解：Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應生成亞鐵離子和單質銅，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⁺，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，觀察到的實驗現(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2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe=FeCl₂+Cu，②涉及反應2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+H₂O，③涉及反應Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，只有③沒有發(fā)生氧化還原反應，故答案為：③；
（5）SO₂和H₂O₂在溶液中發(fā)生氧化還原反應生成硫酸，方程式為SO₂+H₂O₂═H₂SO₄，故答案為：硫酸．

點評 本題考查了金屬的回收與環(huán)境保護，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，明確離子方程式的書寫方法，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．