Question

15．某工厂废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁．某课外小组要从废液中回收铜并得到铁红（主要成分Fe₂O₃），要求全过程不引入其他金属元素．设计实验方案如下图，已知：Fe（OH）₂、Fe（OH）₃在常温下均为难溶于水的物质．请依据流程回答下列问题．

（1）加入过量A溶解后，再进行操作a时玻璃棒的作用是引流．
（2）溶液甲中的溶质是NaCl、FeCl₂．
（3）步骤①②③中所发生的化学反应，其中属于置换反应的是①②（填序号）．
（4）写出步骤④氢氧化亚铁在溶液中反应生成氢氧化铁的化学方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（5）铁红是炼铁的主要原料，写出用CO和铁红炼铁的化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 向废水中加入过量的铁，可以把铜还原出来，过滤得到铜、铁．再向固体中加入过量的盐酸，可以把铁除去．这时的固体中只含有铜；溶液甲中含有溶质氯化亚铁和氯化钠，溶液乙中含有氯化亚铁和盐酸向其加入过量的B，氯化亚铁全部和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀．

解答 解：废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁，由于目的是获得铜和铁红，所以需要在过程中铜离子转化为铜单质，根据流程可以看成铜应该出现在固体甲中，所以A就是转化铜离子用的铁粉，为使铜离子彻底转化，所以应该加入过量的铁粉．这样导致固体甲为生成的铜和剩余的铁粉．当加入过量盐酸时，使铁粉完全从铜粉中除掉，所以固体乙是纯净的铜粉，溶液乙为生成的氯化亚铁和剩余的盐酸．而溶液甲为氯化钠和生成的氯化亚铁．溶液甲和乙加入过量的B后生成氢氧化亚铁，说明B为氢氧化钠等可溶性碱．
（1）过滤可以除去不溶于水的物质，玻璃棒起引流作用．故填：引流．
（2）溶液甲中含有溶质氯化亚铁和不参加反应的氯化钠；故填：NaCl、FeCl₂；
（3）步骤①②③中①是铁和氯化铜反应；②是铁和盐酸反应；③中发生两个反应；氯化亚铁和氢氧化钠反应；盐酸和氢氧化钠反应这两个反应都属于复分解反应，①②中金属与酸、金属与盐的反应都是置换反应；故填：①②；
（4）根据氢氧化亚铁在氧气和水的作用下生成氢氧化铁，由它们的化学式可知反应为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe （OH）₃
（5）铁红（主要成分Fe₂O₃），所以判定出反应物是氧化铁和一氧化碳，根据所学知识生成物应是铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+3CO₂

点评 本题主要考查了玻璃棒的作用：（溶解中其加速溶解的作用、过滤中起引流的作用、蒸发中起使其受热均匀地作用）；书写化学方程式的配平，判断某种物质是否过量等方面的内容．