某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+.Cu2+.Au3+等离子.有人设计了图中的工艺流程.利用常用的酸.碱和工业生产中的废铁屑.从废水中回收金.并生产一定量的铁红和氧化铜. 填写下面空白. (1)图中标号处需加入的相应物质分别是① .② .③ .④ .⑤ , (2)写出①处发生反应的离子方程式 ,写出③处发生反应的化学方程式: , 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。

填写下面空白。

（1）图中标号处需加入的相应物质分别是①____________、②___________、③___________、④___________、⑤___________；

（2）写出①处发生反应的离子方程式___________；写出③处发生反应的化学方程式：______________________；

（3）铁红的化学式为___________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红__________________；氧化铜________________________。

(1)①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠

(2)Fe+2H⁺====Fe²⁺+H₂↑ 2Fe³⁺+Fe====3Fe²⁺

Cu²⁺+Fe====Cu+Fe²⁺ 2Au³⁺+3Fe====2Au+3Fe²⁺

3Cu+8HNO₃(稀)====3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

(3)Fe₂O₃ 用作红色涂料用作制造铜盐的原料

解析:

由氧化铜可知D为Cu(OH)₂，所以④为氢氧化钠；同理由铁红可知⑤为氢氧化钠；C为Cu²⁺、E为Fe²⁺，②是稀硫酸，除去沉淀A中过量的Fe，①是铁屑，还原废水中的Cu²⁺、Au³⁺。B为Cu、Au混合物，加入③稀硝酸使Cu、Au分离。

练习册系列答案

金属离子	K_sp	pH（10^-1 mol?L^-1）	pH（10^-5 mol?L^-1）
Fe³⁺	4.0×10^-38	2.7	3.7
Cr³⁺	6.0×10^-31	4.3	5.6
Cu²⁺	2.2×10^-20	4.7	6.7
Ca²⁺	4.0×10^-5	12.3	14.3

（1）某厂排出的废水中含有Cu²⁺和Fe³⁺，测得其浓度均小于0.1mol?L^-1．为除去其中的Fe³⁺，回收铜，需控制的pH范围是

3.7≤pH＜4.7

．
（2）为了处理含有Cr₂O₇^2-酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准．
①Cr₂O₇^2-转变为Cr³⁺的离子方程式为

Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

．

②pH对废水中Cr₂O₇^2-去除率的影响如右图．你认为电解过程中溶液的pH取值在

5～6

范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：

pH越小，Cr₂O₇^2-的去除率越大，但难形成Cr（OH）₃沉淀从废水中分离；pH越大，Cr₂O₇^2-的去除率越小

．
[注：去除率（%）=[（c₀-c）/c_o]×100%，式中：c_o-理前废水中Cr₂O₇^2-的浓度，c-处理后废水中Cr₂O₇^2-的浓度]
（3）沉淀转化在生产中也有重要应用．例如，用Na₂CO₃溶液可以将锅炉水垢中的CaSO₄转化为较疏松而易清除的CaCO₃，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K=

3.25×10³

（写数值）．[已知K_sp（CaSO₄）=9.1x10^-6，K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9]．

氧化还原反应在化学工业中应用广泛．

Ⅰ、有如图1所示的实验装置．
（1）若用石墨电极电解NaHCO₃溶液，Y电极上产生的气体是

O₂

．
（2）如要在铁上镀铜，则X电极的材料是

铁

，Y电极反应式是

Cu-2e^-=Cu²⁺

．
Ⅱ、某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CN^-离子，另一种废水中含Cr₂O₇^2-离子．该厂拟定如图2所示的废水处理流程．
回答以下问题：
（1）②中使用的NaClO溶液呈碱性，原因是

ClO^-+H₂O?HClO+OH^-

（用离子方程式表示）．
（2）③中反应时，每0.4mol Cr₂O₇^2-转移2.4mole^-，该反应的离子方程式为

3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O

．
（3）取少量待检水样于试管中，加入过量NaOH溶液，有蓝色沉淀生成．向上述有蓝色沉淀的悬浊液中加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少．请你使用化学用语，结合必要的文字说明分析其过程

待检水样中还有Cu²⁺，加碱发生Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，再加入Na₂S溶液，CuS比Cu（OH）₂更难溶，则发生Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq）．

．
Ⅲ、工业可用电解法来处理含Cr₂O₇^2-废水．
（1）Fe²⁺与酸性溶液中的Cr₂O₇^2-反应的离子方程式是

Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

．
（2）实验室利用如图3所示模拟处理含Cr₂O₇^2-的废水（废水中加入适量NaCl以增加溶液的导电性），在阴极区得到金属氢氧化物沉淀．用平衡移动原理解释沉淀出现在阴极附近的原因

阴极反应消耗了水中的H⁺，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH^-浓度增大，溶液的碱性增强

．
（3）用电解法处理该溶液中 0.01mol Cr₂O₇^2-时，得到沉淀的质量是

8.48

g．

（10分）随着工业的迅速发展，产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度；当溶液中金属离子浓度小于10^-5 mol?L^-1时通常认为该离子沉淀完全)。

金属离子	Ksp	pH(10^-1 mol?L^-1)	pH(10^-5 mol?L^-1)
Fe³⁺	4.0×10^-38	2.7	3.7
Cr³⁺	6.0×10^-31	4.3	5.6
Cu²⁺	2.2×10^-20	4.7	6.7
Ca²⁺	4.0×10^-5	12.3	14.3

(1)某厂排出的废水中含有Cu²⁺和Fe³⁺，测得其浓度均小于0.1 mol?L^-1。为除去其中的Fe³⁺，回收铜，需控制的pH范围是_______________________________。
(2)为了处理含有Cr₂O₇^2-酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加人适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。
①Cr₂O₇^2-转变为Cr³⁺的离子方程式为______________________。
②pH对废水中Cr₂O₇^2-去除率的影响如图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：_________________________________。
[注：去除率(％)=[(c₀-c)／c_o]×100％，式中：c_o—处理前废水中Cr₂O₇^2-浓度，c—处理后废水中Cr₂O₇^2-的浓度]

(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如，用Na₂CO₃溶液可以将锅炉水垢中的CaSO₄转化为较疏松而易清除的CaCO₃，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K＝_________(写数值)。[已知Ksp (CaSO₄)=9.1x10^-6，Ksp (CaCO₃)=2.8×10^-9]

金属离子	Ksp	pH(10^-1 mol•L^-1)	pH(10^-5 mol•L^-1)
Fe³⁺	4.0×10^-38	2.7	3.7
Cr³⁺	6.0×10^-31	4.3	5.6
Cu²⁺	2.2×10^-20	4.7	6.7
Ca²⁺	4.0×10^-5	12.3	14.3

(1)某厂排出的废水中含有Cu²⁺和Fe³⁺，测得其浓度均小于0.1 mol•L^-1。为除去其中的Fe³⁺，回收铜，需控制的pH范围是_______________________________。

(2)为了处理含有Cr₂O₇^2-酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加人适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。

①Cr₂O₇^2-转变为Cr³⁺的离子方程式为______________________。

②pH对废水中Cr₂O₇^2-去除率的影响如图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：_________________________________。

[注：去除率(％)=[(c₀-c)／c_o]×100％，式中：c_o—处理前废水中Cr₂O₇^2-浓度，c—处理后废水中Cr₂O₇^2-的浓度]

(10分)

随着工业的迅速发展，产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的K_sp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度；当溶液中金属离子浓度小于10^-5 mol·L^-1时通常认为该离子沉淀完全)。

金属离子	K_sp	pH(10^-1 mol·L^-1)	pH(10^-5 mol·L^-1)
Fe³⁺	4.0×10^-38	2.7	3.7
Cr³⁺	6.0×10^-31	4.3	5.6
Cu²⁺	2.2×10^-20	4.7	6.7
Ca²⁺	4.0×10^-5	12.3	14.3

(1)某厂排出的废水中含有Cu²⁺和Fe³⁺，测得其浓度均小于0.1 mol·L^-1。为除去其中的Fe³⁺，回收铜，需控制的pH范围是_______________________________。

①Cr₂O₇^2-转变为Cr³⁺的离子方程式为______________________。

②pH对废水中Cr₂O₇^2-去除率的影响如右图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：____________________________________________。

[注：去除率(％)=[(c₀-c)／c_o]×100％，式中：c_o—理前废水中Cr₂O₇^2-的浓度，c—处理后废水中Cr₂O₇^2-的浓度]

(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如，用Na₂CO₃溶液可以将锅炉水垢中的CaSO₄转化为较疏松而易清除的CaCO₃，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K＝_________(写数值)。[已知K_sp (CaSO₄)=9.1x10^-6，K_sp (CaCO₃)=2.8×10^-9]

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