Question

2．某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，利用稀硫酸、氢氧化钠和工业生产中的废铁屑，从废水中产生一定量氧化铁．

填写下面空白：
（1）图中标号处需加入的相应物质分别如下：
①Fe，③NaOH．
（2）写出C、D的化学式：CFe（OH）₂，DFe（OH）₂．
（3）①处发生反应的离子方程式有Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺．

Answer 1

分析 某酸性工业废水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等离子，根据流程图知，向废水中加入Fe，发生反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺，然后过滤得到B中成分为Fe、Cu、Au，A中成分为FeSO₄；
向B中加入稀硫酸，发生反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，Cu、Au不反应，过滤得到固体Cu、Au；
硫酸亚铁中加入物质生成C，C发生一系列反应生成Fe₂O₃，加入的③为NaOH，发生反应
Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解为铁红（氧化铁），据此分析解答．

解答 解：某酸性工业废水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等离子，根据流程图知，向废水中加入Fe，发生反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺，然后过滤得到B中成分为Fe、Cu、Au，A中成分为FeSO₄；
向B中加入稀硫酸，发生反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，Cu、Au不反应，过滤得到固体Cu、Au；
硫酸亚铁中加入物质生成C，C发生一系列反应生成Fe₂O₃，加入的③为NaOH，发生反应
Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解为铁红（氧化铁），
（1）通过以上分析知，①、③的物质分别是Fe、NaOH，
故答案为：Fe；NaOH；
（2）通过以上分析知，C、D的化学式分别为Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₂；Fe（OH）₃；
（3）通过以上分析知，①处发生反应的离子方程式有Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺，
故答案为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，明确离子性质及离子之间发生的反应是解本题关键，知道流程图中各微粒发生的反应及溶液中溶质成分，注意：灼烧氢氧化亚铁、氢氧化铁都生成氧化铁．