Question

2．某工业废液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等离子，为将其回收利用，再采用了如图下工艺

已知Zn（OH）₂的性质与Al（OH）₃相似所用试剂在下列试剂中选择
①铁粉 ②锌粉 ③稀HNO₃ ④稀H₂SO₄ ⑤稀HCl ⑥稀氨水 ⑦NaOH溶液 ⑧石灰水
请回答下列问题：
（1）试剂1、试剂2、试剂3分别可以是②、④⑤、⑦（填编号）
（2）操作2是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
（3）操作3是在HCl气流中加热；
（4）加过量CO₂时发生反应的离子方程式ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（5）用离子方程式解释试剂7能分离出Mg（OH）₂的原理：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O；
（6）在金属冶炼方法中方法1是电解法、方法2是还原剂法．

Answer 1

分析 废液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等离子，加入试剂1得到固体，且固体中加入试剂2得到Cu，故固体中含有Cu，那么试剂1是能还原铜离子的物质，结合题目得知，为锌粉，试剂2是可以溶解过量锌粉，且不能溶解Cu的物质，可以是稀硫酸或稀盐酸，由此流程可知最终得到盐酸盐，为不引入新杂质，故选择稀盐酸，操作1后的溶液中含有Mg²⁺和Zn²⁺；加入试剂3生成氢氧化镁沉淀，故试剂3为氢氧化钠，依据“Zn（OH）₂的性质与Al（OH）₃相似”得知过量的氢氧化钠与锌离子生成溶液，此溶液中通入二氧化碳气体生成氢氧化锌，氢氧化锌加热分解生成ZnO，据此解答各小题即可．

解答 解：（废液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等离子，加入试剂1得到固体，且固体中加入试剂2得到Cu，故固体中含有Cu，那么试剂1是能还原铜离子的物质，结合题目得知，为锌粉，试剂2是可以溶解过量锌粉，且不能溶解Cu的物质，可以是稀硫酸或稀盐酸，为不引入新杂质，故选择稀盐酸，操作1后的溶液中含有Mg²⁺和Zn²⁺；加入试剂3生成氢氧化镁沉淀，故试剂3为氢氧化钠，依据“Zn（OH）₂的性质与Al（OH）₃相似”得知过量的氢氧化钠与锌离子生成溶液，此溶液中通入二氧化碳气体生成氢氧化锌，氢氧化锌加热分解生成ZnO，
（1）由分析可知：试剂1、试剂2、试剂3分别可以是②、④⑤、⑦，故答案为：②；④⑤；⑦；
（2）操作2是从溶液中得到固体，那么次操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；过滤；
（3）由于氯化镁为强酸弱碱盐，镁离子容易水解，故应在HCl气流中加热以防止镁离子水解，故答案为：在HCl气流中加热；
（4）偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，据此得出氢氧化锌与过量的氢氧化钠反应生成ZnO₂^2-（由于Zn为+2价，据此得出此离子），此离子与二氧化碳反应生成氢氧化锌沉淀，故离子反应方程式为：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-，故答案为：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（5）试剂7为氢氧化钠溶液能分离出Mg（OH）₂的原理是氢氧化镁不溶于过滤氢氧化钠溶液，氢氧化锌能溶于过滤氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O，
故答案为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O；
（6）活泼金属采用电解法冶炼，较活泼金属采用热还原法冶炼，由于Mg很活泼，故采用电解法，Z你n较活泼，采用还原剂法，故答案为：电解法；还原剂法．

点评 本题主要考查的是无机流程中的物质的分离和提纯，涉及化学试剂的选取、铝的两性类比考查、活泼金属的冶炼方法等，综合性较强，题目难度中等．