Question

3．某化學(xué)實驗室產(chǎn)生的廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺和Cl^-，化學(xué)小組設(shè)計了如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）廢液經(jīng)操作①得到的沉淀A中含有的金屬單質(zhì)是銅、鐵；
（2）寫出操作①的反應(yīng)離子方程式Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
（3）在溶液A中加入氫氧化鈉的現(xiàn)象為有紅褐色沉淀生成發(fā)生的化學(xué)方程式為FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl．

Answer 1

分析 Fe³⁺、Cu²⁺和過量的鐵反應(yīng)生成Fe²⁺和單質(zhì)Cu，通過過濾得到固體A和溶液A，由于鐵過量，沉淀A為Fe和Cu的混合物，溶液A含亞Fe²⁺；Fe²⁺具有還原性，易被氧化劑氧化，故加入H₂O₂能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液B中含F(xiàn)e³⁺；Fe³⁺和氨水反應(yīng)生成Fe（OH）₃沉淀，故沉淀C為Fe（OH）₃沉淀，廢水通過處理不含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺，可以排放．
（1）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）操作①中鐵分別與鐵離子、銅離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（3）根據(jù)濾液中Fe²⁺能被過氧化氫生成Fe³⁺，加入雙氧水后的溶液中含有的金屬陽離子為Fe³⁺，加入強(qiáng)堿溶液后生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，寫出方程式．

解答 解：（1）廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺兩種金屬離子，加入過量的鐵粉后，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：銅、鐵；
（2）操作①中，鐵與銅離子、鐵離子發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：
Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）濾液中含有亞鐵離子，加入雙氧水后溶液中亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子與氫氧根離子反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl，
故答案為：有紅褐色沉淀生成、FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl．

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．