题目内容

7．某大型化工厂产生的酸性废液中含有两种金属离子：Fe3+、Cu2+，化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境．

（1）操作①的名称是过滤；沉淀A中含有的金属单质有铁和铜．
（2）溶液A中加入H2O2溶液过程中发生反应的离子反应式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
操作②为持续加热保温，在此过程中温度不宜过高的原因是H2O2高温易分解．
（3）检验溶液B中含有的金属阳离子的实验方法为：取少量溶液B于洁净的小试管中，加入硫氰化钾溶液试剂，溶液迅速转变为红色，即可检验．
（4）操作③中发生反应的离子方程式为Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+．
（5）若溶液D被直接排放到附近的河流中，最有可能引起的环境问题是水体富营养化．

分析 Fe3+、Cu2+和过量的铁反应生成亚铁离子和单质铜，通过过量得到固体A和溶液A由于铁过量，沉淀A为铁和铜的混合物，溶液A含亚铁离子；亚铁离子具有还原性，易被氧化剂氧化，故加入过氧化氢能把亚铁离子氧化成铁离子，故溶液B中含铁离子；铁离子和氨水反应生成氢氧化铁沉淀，故沉淀C为氢氧化铁沉淀，得到的溶液D中主要含有铵根离子，废水通过处理不含Fe3+、Cu2+，可以排放，
（1）分离沉淀和溶液采取过滤的方法，操作①加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在第①得到的滤渣中都含有金属铜过量的铁；
（2）溶液A含亚铁离子，能与双氧水发生氧化还原反应，双氧水受热易分解；
（3）溶液B中含有Fe3+，可用KSCN溶液检验；
（4）铁离子和氨水反应生成氢氧化铁沉淀和铵根离子；
（5）溶液D中主要含有铵根离子，能做氮肥．

解答 解：Fe3+、Cu2+和过量的铁反应生成亚铁离子和单质铜，通过过量得到固体A和溶液A由于铁过量，沉淀A为铁和铜的混合物，溶液A含亚铁离子；亚铁离子具有还原性，易被氧化剂氧化，故加入过氧化氢能把亚铁离子氧化成铁离子，故溶液B中含铁离子；铁离子和氨水反应生成氢氧化铁沉淀，故沉淀C为氢氧化铁沉淀，得到的溶液D中主要含有铵根离子，废水通过处理不含Fe3+、Cu2+，可以排放，
（1）分离沉淀和溶液采取过滤的方法，操作①加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在第①得到的滤渣中都含有金属铜过量的铁，
故答案为：过滤；铁和铜；
（2）溶液A含亚铁离子，能与双氧水发生氧化还原反应，反应的离子反应式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，双氧水受热易分解，所以操作②为持续加热保温但温度不宜过高，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；H2O2高温易分解；
（3）B中含铁离子，用硫氰化钾来检验，铁离子与硫氰化钾反应出现红色溶液，
故答案为：硫氰化钾溶液；红；
（4）铁离子和氨水反应生成氢氧化铁沉淀和铵根离子，反应的离子方程式为Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+，
故答案为：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；
（5）溶液D中主要含有铵根离子，能做氮肥，所以可能引起的环境问题是水体富营养化，
故答案为：水体富营养化．

点评 本题考查了金属的回收与环境保护，题目难度中等，注意掌握金属回收方法、常见的离子之间的反应，明确离子方程式的书写方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．

练习册系列答案
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14．反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O的离子反应方程式为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，请用双线桥法表示该反应的电子转移的方向和数目．
15．Fe（OH）3胶体和MgCl2溶液共同具有的性质是（　　）
A．都不稳定，密闭放置可产生沉淀
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D．两者都能透过半透膜
12．下面关于电解质的叙述中正确的是（　　）
A．化合物电离时，生成的阳离子是氢离子的是酸
B．电解质、非电解质都指化合物而言，单质不属于此范畴
C．电解质在水中一定能导电
D．纯水的导电性很差，所以水不是电解质
2．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中．工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下．

（1）在滤液A中加入漂白液，生成红褐色沉淀，滤液A、B显酸性．
①滤液A中加入漂白液，发生氧化还原反应生成红褐色沉淀，用离子方程式表示为：2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe（OH）3↓+C1-+4H+
②使滤液B中的铝元素以沉淀析出，可选用的最好试剂为C（填代号）．
A．氢氧化钠溶液    B．硫酸溶液        C．氨水      D．二氧化碳
（2）由滤液B制备少量无水AlCl3
①由滤液B制备氯化铝晶体（将AlCl3•6H2O）涉及的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（填操作名称）、洗涤．
②将AlCl3•6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl3，此原理是利用浓硫酸下列性质中的②③（填序号）．
①氧化性  ②吸水性  ③难挥发性  ④脱水性
（3）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为B（填代号）．
12．（1）电镀是将镀件与电源的负极连接．
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①步骤（i）中Cu2（OH）2CO3发生反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O．
②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是HCO3-（填离子符号）．
③在步骤（iii）发生的反应中，1molMnO2转移2mol电子，该反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O．
④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为
3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O═NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+，过滤后母液的pH=2.0，
c（Fe3+）=a mol•L-1，c（NH4+）=b mol•L-1，c（SO42-）=d mol•L-1，
该反应的平衡常数K=$\frac{1{0}^{-12}}{{a}^{3}b{d}^{2}}$（用含a、b、d的代数式表示）．
19．某含镍（Ni）废催化剂中主要含有Ni，还含有Al、Al2O3、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质．部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：
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（3）“调pH为2-3的目的是防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解．
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16．丙烯酸结构如下，下列说法不正确的是（　　）
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D．AlCl3溶液中加入过量的浓氨水：Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O

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