Question

1．某化学实验室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．
（2）沉淀A中含有的金属单质有Fe和Cu．
（3）操作②中观察到的实验现象是溶液由浅绿色变为黄色．
（4）生成的沉淀C是红褐色，受热易分解，其受热分解的化学方程式为2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
（5）对废液处理时使用的H₂O₂是一种常用的氧化剂，也能与SO₂发生反应，两者反应时生成的物质是硫酸．

Answer 1

分析 Fe³⁺、Cu²⁺和过量的铁反应生成Fe²⁺和单质Cu，通过过滤得到固体A和溶液A，由于铁过量，沉淀A为Fe和Cu的混合物，溶液A含亚Fe²⁺；Fe²⁺具有还原性，易被氧化剂氧化，故加入H₂O₂能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液B中含Fe³⁺；Fe³⁺和氨水反应生成Fe（OH）₃沉淀，故沉淀C为Fe（OH）₃沉淀，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；
（2）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；
（3）根据Fe²⁺能被过氧化氢生成Fe³⁺；
（4）C是氢氧化铁，其受热易分解生成氧化铁和水；
（5）SO₂和H₂O₂在溶液中发生氧化还原反应生成硫酸．

解答 解：Fe³⁺、Cu²⁺和过量的铁反应生成Fe²⁺和单质Cu，通过过滤得到固体A和溶液A，由于铁过量，沉淀A为Fe和Cu的混合物，溶液A含亚Fe²⁺；Fe²⁺具有还原性，易被氧化剂氧化，故加入H₂O₂能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液B中含Fe³⁺；Fe³⁺和氨水反应生成Fe（OH）₃沉淀，故沉淀C为Fe（OH）₃沉淀，废水通过处理不含Fe³⁺、Cu²⁺，可以排放．
（1）把铁铜混合物和溶液分开，采取过滤方法，故答案为：过滤；
（2）废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺两种金属离子，加入过量的铁粉后，铁离子被还原为亚铁离子，铜离子被还原成金属铜，所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁，故答案为：Fe、Cu；
（3）Fe²⁺能被过氧化氢生成Fe³⁺，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，观察到的实验现象是溶液由浅绿色变为黄色，
故答案为：溶液由浅绿色变为黄色；
（4）C是氢氧化铁，其受热易分解生成氧化铁和水，反应方程式为2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O
，故答案为：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（5）SO₂和H₂O₂在溶液中发生氧化还原反应生成硫酸，方程式为SO₂+H₂O₂═H₂SO₄，故答案为：硫酸．

点评 本题以金属的回收和利用为载体考查物质分离和提纯，为高频考点，涉及基本操作、氧化还原反应等知识点，明确离子性质及基本操作方法是解本题关键，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．