Question

7．某大型化工廠產(chǎn)生的酸性廢液中含有兩種金屬離子：Fe³⁺、Cu²⁺，化學(xué)小組設(shè)計了如下圖所示的方案對廢液進(jìn)行處理，以回收金屬，保護(hù)環(huán)境．

（1）操作①的名稱是過濾；沉淀A中含有的金屬單質(zhì)有鐵和銅．
（2）溶液A中加入H₂O₂溶液過程中發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
操作②為持續(xù)加熱保溫，在此過程中溫度不宜過高的原因是H₂O₂高溫易分解．
（3）檢驗溶液B中含有的金屬陽離子的實驗方法為：取少量溶液B于潔凈的小試管中，加入硫氰化鉀溶液試劑，溶液迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，即可檢驗．
（4）操作③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（5）若溶液D被直接排放到附近的河流中，最有可能引起的環(huán)境問題是水體富營養(yǎng)化．

Answer 1

分析 Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應(yīng)生成亞鐵離子和單質(zhì)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(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，故沉淀C為氫氧化鐵沉淀，得到的溶液D中主要含有銨根離子，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，操作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Fe³⁺能氧化單質(zhì)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；
（2）溶液A含亞鐵離子，能與雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，雙氧水受熱易分解；
（3）溶液B中含有Fe³⁺，可用KSCN溶液檢驗；
（4）鐵離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和銨根離子；
（5）溶液D中主要含有銨根離子，能做氮肥．

解答 解：Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應(yīng)生成亞鐵離子和單質(zhì)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(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，故沉淀C為氫氧化鐵沉淀，得到的溶液D中主要含有銨根離子，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，操作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Fe³⁺能氧化單質(zhì)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，
故答案為：過濾；鐵和銅；
（2）溶液A含亞鐵離子，能與雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子反應(yīng)式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，雙氧水受熱易分解，所以操作②為持續(xù)加熱保溫但溫度不宜過高，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；H₂O₂高溫易分解；
（3）B中含鐵離子，用硫氰化鉀來檢驗，鐵離子與硫氰化鉀反應(yīng)出現(xiàn)紅色溶液，
故答案為：硫氰化鉀溶液；紅；
（4）鐵離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和銨根離子，反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）溶液D中主要含有銨根離子，能做氮肥，所以可能引起的環(huán)境問題是水體富營養(yǎng)化，
故答案為：水體富營養(yǎng)化．

點評 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．