Question

4．为处理含有Fe³⁺，Ba²⁺，Cu²⁺三种离子的废液，某学习小组设计了如下方案．

（1）在操作①②③④⑤中存在复分解反应的有①、⑤（填序号，下同），存在氧化还原反应的有②、③、④
（2）操作①中所得沉淀为BaSO₄（用化学式填写），其用途之一是钡餐，操作⑤中所得沉淀的颜色为红褐色
（3）操作④所得溶液中存在的金属阳离子有Na⁺，Fe³⁺，检验它们的方法分别是焰色反应、滴加KSCN溶液．

Answer 1

分析 含有Fe³⁺，Ba²⁺，Cu²⁺三种离子的废液中滴加硫酸钠溶液，因发生Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，过滤除去硫酸钡沉淀，滤液里加入过量铁粉，将溶液里的Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，同时可将Cu²⁺完全还原成Cu，发生的离子反应为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺和Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，过滤得到的不溶物为铜和过量的铁，步骤③用过量的酸溶解铁，过滤得到的沉淀为Cu，发生的离子反应为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，步骤④是在含有Fe²⁺的溶液里滴加过量的H₂O₂溶液，氧化得到Fe³⁺，发生的离子反应为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，步骤⑤是在含有Fe³⁺的溶液里滴加氢氧化钠溶液得到Fe（OH）₃红褐色沉淀，发生的离子反应为Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，据此分析解答．

解答 解：含有Fe³⁺，Ba²⁺，Cu²⁺三种离子的废液中滴加硫酸钠溶液，因发生Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，过滤除去硫酸钡沉淀，滤液里加入过量铁粉，将溶液里的Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，同时可将Cu²⁺完全还原成Cu，发生的离子反应为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺和Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，过滤得到的不溶物为铜和过量的铁，步骤③用过量的酸溶解铁，过滤得到的沉淀为Cu，发生的离子反应为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，步骤④是在含有Fe²⁺的溶液里滴加过量的H₂O₂溶液，氧化得到Fe³⁺，发生的离子反应为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，步骤⑤是在含有Fe³⁺的溶液里滴加氢氧化钠溶液得到Fe（OH）₃红褐色沉淀，发生的离子反应为Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（1）结合上述分析可知，操作①、⑤中发生了复分解反应，操作②、③、④中存在氧化还原反应，故答案为：①、⑤；②、③、④；
（2）操作①中得到的白色沉淀为BaSO₄，医药上常用作钡餐，用于胃部检查；操作⑤得到的是红褐色Fe（OH）₃沉淀，故答案为：BaSO₄；钡餐；红褐；
（3）操作④中得到的溶液里含有的金属阳离子有Na⁺和Fe³⁺，Na⁺的检验用焰色反应，Fe³⁺的检验滴加KSCN溶液，故答案为：Na⁺；Fe³⁺；焰色反应、滴加KSCN溶液．

点评 本题以废液处理为载体，考查离子反应、氧化还原反应及离子检验，综合性比较强，但重视的是基础性考查，难度不大，只要基础扎实，并有一定基础的分析问题的能力，定能成功解答．