Question

15．某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，為了減少環(huán)境污染，變廢為寶，利用廢鐵屑和其它化學(xué)試劑進(jìn)行如下操作，得到了Fe₂O₃、Al₂O₃和金屬Cu．

請(qǐng)回答：
（1）固體A的成分是Fe、Cu．（用化學(xué)式表示）
（2）溶液B中的陽(yáng)離子有Fe²⁺、Al³⁺（H⁺）．
（3）寫(xiě)出B→D的離子方程式2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（4）試劑G是稀鹽酸或稀硫酸（寫(xiě)名稱）溶液E焰色反應(yīng)呈黃色，試劑H是NaOH（用化學(xué)式表示）．
（5）寫(xiě)出向溶液E中通入過(guò)量的CO₂的離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過(guò)量鐵2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來(lái)，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過(guò)量，所以所得固體A包括Fe和Cu，G為稀鹽酸或稀硫酸，C為Cu，B為Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，生成+3價(jià)的鐵離子，然后加入過(guò)量的NaOH溶液，E為NaAlO₂溶液，可在溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，生成氫氧化鋁沉淀，分解可生成氧化鋁，沉淀F為Fe（OH）₃，加熱分解可生成氧化鐵，以此解答該題．

解答 解：某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過(guò)量鐵2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來(lái)，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過(guò)量，所以所得固體A包括Fe和Cu，G為稀鹽酸或稀硫酸，C為Cu，B為Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，生成+3價(jià)的鐵離子，然后加入過(guò)量的NaOH溶液，E為NaAlO₂溶液，可在溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，生成氫氧化鋁沉淀，分解可生成氧化鋁，沉淀F為Fe（OH）₃，加熱分解可生成氧化鐵，
（1）回收鐵紅、Al₂O₃和金屬Cu，先加過(guò)量鐵粉，2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來(lái)，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過(guò)濾得到Fe、Cu，
故答案為：Fe、Cu；
（2）金屬鐵可以和鐵離子、銅離子之間反應(yīng)，過(guò)濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，酸過(guò)量，還含有氫離子，故答案為：Fe²⁺、Al³⁺（H⁺）；
（3）過(guò)濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）金屬鐵可以和鹽酸、稀硫酸之間反應(yīng)，但是金屬銅和稀鹽酸、稀硫酸之間不反應(yīng)，據(jù)此實(shí)現(xiàn)金屬鐵和銅的分離，所以試劑G是稀鹽酸或是稀硫酸，分離Al³⁺、Fe²⁺，需加強(qiáng)堿，氫氧化鋁既可以和強(qiáng)酸反應(yīng)還可以和強(qiáng)堿反應(yīng)，溶液E焰色反應(yīng)呈黃色說(shuō)明含有鈉離子，說(shuō)明試劑H是氫氧化鈉，
故答案為：稀鹽酸或稀硫酸；NaOH；
（5）偏鋁酸鈉與過(guò)量CO₂反應(yīng)生成生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，離子反應(yīng)為AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題以鐵、鋁及其化合物為載體考查了物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化及物質(zhì)的推斷，明確鋁及其化合物的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)鋁、鐵的性質(zhì)及工業(yè)上冶煉、鐵鋁的原料為突破口采用正逆結(jié)合的方法推斷，將鋁、鐵及其化合物的知識(shí)總結(jié)歸納而形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，靈活運(yùn)用，注意：氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿但不溶于弱堿．