Question

【题目】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，从废水中回收金，并生产一定量的绿矾和胆矾。

（1）试剂X是 ，固体C的成份是 。

（2）步骤I，II，III均需要进行的操作是 。

（3）写出步骤III处发生反应的离子方程式 ,稀硝酸在此反应中的作用是 , 将此过程收集到的NO与O2混合得16mL混合气体充满试管后倒扣水中，恢复原状况剩余气体为2mL,则原混合气体中NO的体积是 。

（4）制备胆矾方法有三种:①铜与混酸(稀硫酸和稀硝酸)的反应②铜与浓硫酸的反应③铜与稀硫酸和氧气的反应.请选出你认为的最佳方法,写出此方法的反应化学方程式 。

Answer 1

【答案】（1）稀硫酸；铜和金

（2）过滤、洗涤

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

（4）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O

【解析】

试题分析：由工艺流程图示知，步骤Ⅰ为在工业废水中加入过量的铁粉，铁置换出单质金和单质铜，将Fe3+还原为Fe2+，发生反应的离子方程式为：Fe+2H+═Fe2++H2↑，2Fe3++Fe═3Fe2+，Cu2++Fe═Cu+Fe2+，2Au3++3Fe═2Au+3Fe2+。则溶液A为硫酸亚铁溶液，固体B为过量的铁和置换出来的铜和金；步骤Ⅱ、在固体B中加入过量的稀硫酸将铁溶解转化为硫酸亚铁，固体C为铜、金的单质，通过过滤将铁元素与活泼性比它弱的铜、金分离出来；步骤Ⅲ、在固体C中加入混酸充分反应将单质铜转化为硫酸铜，而金不反应，因此，固体E为单质金，溶液D为硫酸铜溶液。据此可得下列结论：

（1）由以上分析可知，试剂X是稀硫酸；固体C的成份是铜和金。

（2）步骤I，II，III均需要将难溶的固体与溶液进行分离，所以均需要进行的操作是过滤、洗涤。

（3）由上述分析可知，步骤III处发生反应的离子方程式为：3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；稀硝酸在此反应中的作用是氧化性(剂)；将此过程收集到的NO与O2混合得16mL混合气体充满试管后倒扣水中，发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，恢复原状况剩余气体为2mL，若剩余气体为NO，则原混合气体中NO的体积是：(16-2)mL×4/7+2mL=10mL；若剩余气体为O2，则原混合气体中NO的体积是：(16-2)mL×4/7=8mL。

（4）制备胆矾方法有三种：①铜与混酸(稀硫酸和稀硝酸)的反应3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，生成有毒气体NO，同时浪费原料；②铜与浓硫酸的反应生成有毒气体SO2，同时浪费原料；最佳方法是③铜与稀硫酸和氧气的反应生成硫酸铜绿色环保，此方法的反应化学方程式为：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。