Question

【題目】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(shè)計了圖中的工藝流程，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的綠礬和膽礬。

（1）試劑X是 ，固體C的成份是 。

（2）步驟I，II，III均需要進(jìn)行的操作是 。

（3）寫出步驟III處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 ,稀硝酸在此反應(yīng)中的作用是 , 將此過程收集到的NO與O2混合得16mL混合氣體充滿試管后倒扣水中，恢復(fù)原狀況剩余氣體為2mL,則原混合氣體中NO的體積是 。

（4）制備膽礬方法有三種:①銅與混酸(稀硫酸和稀硝酸)的反應(yīng)②銅與濃硫酸的反應(yīng)③銅與稀硫酸和氧氣的反應(yīng).請選出你認(rèn)為的最佳方法,寫出此方法的反應(yīng)化學(xué)方程式 。

Answer 1

【答案】（1）稀硫酸；銅和金

（2）過濾、洗滌

（3）3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；氧化性(劑)；10mL或8mL

（4）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O

【解析】

試題分析：由工藝流程圖示知，步驟Ⅰ為在工業(yè)廢水中加入過量的鐵粉，鐵置換出單質(zhì)金和單質(zhì)銅，將Fe3+還原為Fe2+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H+═Fe2++H2↑，2Fe3++Fe═3Fe2+，Cu2++Fe═Cu+Fe2+，2Au3++3Fe═2Au+3Fe2+。則溶液A為硫酸亞鐵溶液，固體B為過量的鐵和置換出來的銅和金；步驟Ⅱ、在固體B中加入過量的稀硫酸將鐵溶解轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵，固體C為銅、金的單質(zhì)，通過過濾將鐵元素與活潑性比它弱的銅、金分離出來；步驟Ⅲ、在固體C中加入混酸充分反應(yīng)將單質(zhì)銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅，而金不反應(yīng)，因此，固體E為單質(zhì)金，溶液D為硫酸銅溶液。據(jù)此可得下列結(jié)論：

（1）由以上分析可知，試劑X是稀硫酸；固體C的成份是銅和金。

（2）步驟I，II，III均需要將難溶的固體與溶液進(jìn)行分離，所以均需要進(jìn)行的操作是過濾、洗滌。

（3）由上述分析可知，步驟III處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；稀硝酸在此反應(yīng)中的作用是氧化性(劑)；將此過程收集到的NO與O2混合得16mL混合氣體充滿試管后倒扣水中，發(fā)生反應(yīng)4NO+3O2+2H2O=4HNO3，恢復(fù)原狀況剩余氣體為2mL，若剩余氣體為NO，則原混合氣體中NO的體積是：(16-2)mL×4/7+2mL=10mL；若剩余氣體為O2，則原混合氣體中NO的體積是：(16-2)mL×4/7=8mL。

（4）制備膽礬方法有三種：①銅與混酸(稀硫酸和稀硝酸)的反應(yīng)3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，生成有毒氣體NO，同時浪費原料；②銅與濃硫酸的反應(yīng)生成有毒氣體SO2，同時浪費原料；最佳方法是③銅與稀硫酸和氧氣的反應(yīng)生成硫酸銅綠色環(huán)保，此方法的反應(yīng)化學(xué)方程式為：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。