Question

【题目】矿山废水中含有大量的H2SO4和CuSO4，直接排放会影响水体酸碱性，并造成重金属污染。通过处理可以回收金属铜，并使废水pH和重金属含量达到排放标准。

已知：步骤I无蓝色沉淀生成。

（1）步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都需进行的操作是_______。

（2）步骤Ⅱ得到金属铜的反应的化学方程式为_______。

（3）加入Ca(OH)2可以降低铁屑的消耗量，原因是_______（请用文字并结合化学方程式解释）。

（4）步骤Ⅲ需加入Na2S才能使废水达到排放标准，由此推测废水③不达标的主要原因 是其中含有_______。

Answer 1

【答案】 过滤 Fe + CuSO4 ==== Cu + FeSO4 Ca(OH)2会与废水中的硫酸发生反应：Ca(OH)2+H2SO4====CaSO4+2H2O，消耗了废水中的硫酸，减少了铁屑与硫酸的反应：Fe+H2SO4====FeSO4+H2 ↑ CuSO4（或Cu2+）

【解析】（1）根据固液分离考虑操作步骤；

（2）根据铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁反应分析；

（3）根据氢氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙和水及铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气分析；

（4）根据步骤Ⅲ后生成CuS分析解答。

解：（1）步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都是进行固体和液体的分离，故都需进行的操作是过滤；

（2）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。反应的化学方程式为Fe + CuSO4 =Cu + FeSO4；

（3）加入Ca(OH)2可以降低铁屑的消耗量，原因是Ca(OH)2会与废水中的硫酸发生反应：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O，消耗了废水中的硫酸，减少了铁屑与硫酸的反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑；

（4）由于步骤Ⅲ后生成CuS。故步骤Ⅲ需加入Na2S才能使废水达到排放标准，由此推测废水③不达标的主要原因是其中含有CuSO4（或Cu2+）。