Question

3．礦山廢水中含有大量的H₂SO₄和CuSO₄，直接排放會(huì)影響水體酸堿性，并造成重金屬污染．通過處理可以回收金屬銅，并使廢水pH和重金屬含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．

已知：步驟無藍(lán)色沉淀生成．
（1）步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都需進(jìn)行的操作是過濾．
（2）步驟Ⅱ得到金屬銅的反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄．
（3）加入Ca（OH）₂可以降低鐵屑的消耗量，原因是Ca（OH）₂會(huì)與廢水中的硫酸發(fā)生反應(yīng)，Ca（OH）₂+H₂SO₄=CaSO₄+2H₂O；消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．（請用文字并結(jié)合化學(xué)方程式解釋）．
（4）步驟Ⅲ需加入Na₂S才能使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，由此推測廢水③不達(dá)標(biāo)的主要原因是其中含有CuSO₄（或Cu²⁺）．

Answer 1

分析 （1）過濾可以將固體和液體分開；
（2）由于金屬活動(dòng)性鐵＞銅，廢水中加入鐵，將銅置換出來；
（3）加入Ca（OH）₂優(yōu)先與硫酸反應(yīng)，降低鐵屑的消耗量；
（4）根據(jù)步驟Ⅲ加入Na₂S后產(chǎn)生CuS分析．

解答 解：（1）步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都將固體和液體分離，所以操作為過濾；故填：過濾；
（2）鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；故填：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
（3）加入Ca（OH）₂優(yōu)先與硫酸反應(yīng)，消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應(yīng)，降低鐵屑的消耗量；氫氧化鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和水，化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+H₂SO₄=CaSO₄+2H₂O，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
故填：Ca（OH）₂會(huì)與廢水中的硫酸發(fā)生反應(yīng)，Ca（OH）₂+H₂SO₄=CaSO₄+2H₂O；消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（4）由于步驟Ⅲ加入Na₂S后產(chǎn)生CuS，說明原廢水③中含有CuSO₄（或Cu²⁺），故填：CuSO₄（或Cu²⁺）．

點(diǎn)評 對于流程圖的題目關(guān)健是看明白流程圖中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，注意過量物質(zhì)的去向，如何除去過量物質(zhì)．