Question

（2008?寧夏）某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等離子．有人設計了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅．
填寫下面空白．
（1）圖中標號處需加入的相應物質分別是①

鐵屑

、②

稀硫酸

、③

稀硝酸

、④

氫氧化鈉

、⑤

氫氧化鈉

．
（2）寫出①處發(fā)生反應的離子方程式

Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺；2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺

．寫出③處發(fā)生反應的化學方程式

3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O

．
（3）鐵紅的化學式為

Fe₂O₃

；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅

用作紅色涂料

；氧化銅

用作制造銅鹽的原料

．

Answer 1

分析：由工藝流程圖示知，E為鐵元素的離子，而A為銅、金的單質，通過過濾將鐵元素與活潑性比它弱的銅、金分離出來，因此①處加入的物質為鐵屑，發(fā)生的反應為Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe═2Au+3Fe²⁺；②處加入稀硫酸以除去銅、金中過量的鐵屑，并將過濾后的硫酸亞鐵溶液與含F(xiàn)e²⁺的E溶液相混合；③處利用金不溶于硝酸的性質將銅與金分離開；④處將得到的銅離子用氫氧化鈉轉化為氫氧化銅沉淀，從而再受熱分解為氧化銅；⑤處加入氫氧化鈉將亞鐵離子轉化為氫氧化亞鐵沉淀，再利用空氣將其轉化為氫氧化鐵沉淀，最終受熱分解為鐵紅（氧化鐵），以此解答題中各小問．

解答：解：由工藝流程圖示知，E為鐵元素的離子，而A為銅、金的單質，通過過濾將鐵元素與活潑性比它弱的銅、金分離出來，因此①處加入的物質為鐵屑，發(fā)生的反應為Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe═2Au+3Fe²⁺；②處加入稀硫酸以除去銅、金中過量的鐵屑，并將過濾后的硫酸亞鐵溶液與含F(xiàn)e²⁺的E溶液相混合；③處利用金不溶于硝酸的性質將銅與金分離開；④處將得到的銅離子用氫氧化鈉轉化為氫氧化銅沉淀，從而再受熱分解為氧化銅；⑤處加入氫氧化鈉將亞鐵離子轉化為氫氧化亞鐵沉淀，再利用空氣將其轉化為氫氧化鐵沉淀，最終受熱分解為鐵紅（氧化鐵）．
（1）由以上分析可知①鐵屑；②稀硫酸；③稀硝酸；④氫氧化鈉；⑤氫氧化鈉，
故答案為：鐵屑；稀硫酸；稀硝酸；氫氧化鈉；氫氧化鈉；
（2）①處加入的物質為鐵屑，發(fā)生的反應為Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺，
2Au³⁺+3Fe═2Au+3Fe²⁺；③處利用金不溶于硝酸的性質將銅與金分離開，反應的化學方程式為
3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺；2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺；
3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）⑤處加入氫氧化鈉將亞鐵離子轉化為氫氧化亞鐵沉淀，再利用空氣將其轉化為氫氧化鐵沉淀，最終受熱分解為鐵紅，常用作紅色涂料，氧化銅常用作制造銅鹽的原料．
故答案為：Fe₂O₃；用作紅色涂料；用作制造銅鹽的原料．

點評：本題考查常見金屬及其化合物的綜合應用，題目難度中等，本題注意鐵與多種氧化劑反應的順序以及氫氧化亞鐵易被氧化的性質．