Question

某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Cu^2＋、Cl^－。该厂利用如图所示的工艺流程图，利用常见的气体氧化物、酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、NaCl晶体和金属铜，产生了很好的社会经济效益。

请填写下列空白：
(1)图中试剂1是________，试剂2是________。
(2)步骤1和步骤2所用到的玻璃仪器是________。
(3)步骤1反应的离子方程式为__________________________________。
(4)步骤3反应的离子方程式为__________________________________。
(5)从节约药品和环保方面考虑，步骤5所发生反应的离子方程式应为____________________________。

Answer 1

(1)废铁屑　稀盐酸
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)Fe＋Cu^2＋=Cu＋Fe^2＋，Fe＋2Fe^3＋=3Fe^2＋，Fe＋2H^＋=Fe^2＋＋H₂↑
(4)2Fe^2＋＋H₂O₂＋2H^＋=2Fe^3＋＋2H₂O
(5)AlO₂＋2H₂O＋CO₂=Al(OH)₃↓＋HCO₃^—

所加试剂的关键是有效地将Na^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Cu^2＋、Cl^－分离并得到相应产品。若试剂1为足量的废铁屑，Fe与Cu^2＋、Fe^3＋、H^＋反应经过滤后得到含有Fe、Cu的沉淀A，向Fe、Cu混合物中加入足量的稀盐酸得到Cu和FeCl₂，FeCl₂再与H₂O₂反应得到FeCl₃：2Fe^2＋＋H₂O₂＋2H^＋=2Fe^3＋＋2H₂O。溶液A中含有Na^＋、Al^3＋、Fe^2＋、Cl^－，利用Al(OH)₃的两性实现Fe^2＋、Al^3＋的分离，所以试剂3为过量的NaOH溶液，沉淀C为Fe(OH)₂，其与盐酸反应生成FeCl₂，再经步骤3可得FeCl₃，溶液C为NaCl、NaOH、NaAlO₂的混合液，向该溶液中通入过量的廉价CO₂，可将AlO₂^—Al(OH)₃沉淀，将得到的Al(OH)₃沉淀加热即得到Al₂O₃，所得溶液D中含有NaCl、NaHCO₃，再用盐酸调节其pH得到NaCl溶液，NaCl溶液经蒸发、结晶得到NaCl晶体。