Question

2．某工業(yè)廢液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等離子，為將其回收利用，再采用了如圖下工藝

已知Zn（OH）₂的性質(zhì)與Al（OH）₃相似所用試劑在下列試劑中選擇
①鐵粉 ②鋅粉 ③稀HNO₃ ④稀H₂SO₄ ⑤稀HCl ⑥稀氨水 ⑦NaOH溶液 ⑧石灰水
請(qǐng)回答下列問題：
（1）試劑1、試劑2、試劑3分別可以是②、④⑤、⑦（填編號(hào)）
（2）操作2是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；
（3）操作3是在HCl氣流中加熱；
（4）加過量CO₂時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（5）用離子方程式解釋試劑7能分離出Mg（OH）₂的原理：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O；
（6）在金屬冶煉方法中方法1是電解法、方法2是還原劑法．

Answer 1

分析 廢液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等離子，加入試劑1得到固體，且固體中加入試劑2得到Cu，故固體中含有Cu，那么試劑1是能還原銅離子的物質(zhì)，結(jié)合題目得知，為鋅粉，試劑2是可以溶解過量鋅粉，且不能溶解Cu的物質(zhì)，可以是稀硫酸或稀鹽酸，由此流程可知最終得到鹽酸鹽，為不引入新雜質(zhì)，故選擇稀鹽酸，操作1后的溶液中含有Mg²⁺和Zn²⁺；加入試劑3生成氫氧化鎂沉淀，故試劑3為氫氧化鈉，依據(jù)“Zn（OH）₂的性質(zhì)與Al（OH）₃相似”得知過量的氫氧化鈉與鋅離子生成溶液，此溶液中通入二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋅，氫氧化鋅加熱分解生成ZnO，據(jù)此解答各小題即可．

解答 解：（廢液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等離子，加入試劑1得到固體，且固體中加入試劑2得到Cu，故固體中含有Cu，那么試劑1是能還原銅離子的物質(zhì)，結(jié)合題目得知，為鋅粉，試劑2是可以溶解過量鋅粉，且不能溶解Cu的物質(zhì)，可以是稀硫酸或稀鹽酸，為不引入新雜質(zhì)，故選擇稀鹽酸，操作1后的溶液中含有Mg²⁺和Zn²⁺；加入試劑3生成氫氧化鎂沉淀，故試劑3為氫氧化鈉，依據(jù)“Zn（OH）₂的性質(zhì)與Al（OH）₃相似”得知過量的氫氧化鈉與鋅離子生成溶液，此溶液中通入二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋅，氫氧化鋅加熱分解生成ZnO，
（1）由分析可知：試劑1、試劑2、試劑3分別可以是②、④⑤、⑦，故答案為：②；④⑤；⑦；
（2）操作2是從溶液中得到固體，那么次操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；過濾；
（3）由于氯化鎂為強(qiáng)酸弱堿鹽，鎂離子容易水解，故應(yīng)在HCl氣流中加熱以防止鎂離子水解，故答案為：在HCl氣流中加熱；
（4）偏鋁酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，據(jù)此得出氫氧化鋅與過量的氫氧化鈉反應(yīng)生成ZnO₂^2-（由于Zn為+2價(jià)，據(jù)此得出此離子），此離子與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋅沉淀，故離子反應(yīng)方程式為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-，故答案為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（5）試劑7為氫氧化鈉溶液能分離出Mg（OH）₂的原理是氫氧化鎂不溶于過濾氫氧化鈉溶液，氫氧化鋅能溶于過濾氫氧化鈉溶液，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O；
（6）活潑金屬采用電解法冶煉，較活潑金屬采用熱還原法冶煉，由于Mg很活潑，故采用電解法，Z你n較活潑，采用還原劑法，故答案為：電解法；還原劑法．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是無機(jī)流程中的物質(zhì)的分離和提純，涉及化學(xué)試劑的選取、鋁的兩性類比考查、活潑金屬的冶煉方法等，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．