Question

化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，这些废液必须经处理后才能排放．某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子：Fe³⁺、Cu²⁺，化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境．

（1）废液经操作①得到的沉淀A中含有的金属单质是

 

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（2）写出操作①的反应离子方程式

 

；

 

．
（3）在操作②中观察到的实验现象是

 

．
（4）操作③中发生主要反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质分离、提纯的实验方案设计

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）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；
（2）操作①中铁分别与铁离子、铜离子发生氧化还原反应，据此写出反应的离子方程式；
（3）根据Fe²⁺能被过氧化氢生成Fe³⁺，溶液由浅绿色变为黄色进行解答；
（4）根据滤液中Fe²⁺能被过氧化氢生成Fe³⁺，加入双氧水后的溶液中含有的金属阳离子为Fe³⁺，加入强碱溶液后生成氢氧化铁沉淀．

解答： 解：（1）废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺两种金属离子，加入过量的铁粉后，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：铜、铁；
（2）操作①中，铁与铜离子、铁离子发生反应，反应的离子方程式为：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）Fe²⁺能被过氧化氢生成Fe³⁺，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）滤液中含有亚铁离子，加入双氧水后溶液中亚铁离子氧化成铁离子，铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，
故答案为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓．

点评：本题考查了金属的回收与环境保护，题目难度中等，注意掌握金属回收方法、常见的离子之间的反应，明确离子方程式的书写方法，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．