Question

12．某化學實驗室產生的廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^-四種離子，現設計下列方案對廢液進行處理，以回收金屬并制備氯化鋇、氯化鐵晶體．（提示：①在溶液中，Fe 與Fe³⁺ 能發生反應生成Fe²⁺．②在溶液中，Fe²⁺與 H₂O₂ 能發生反應生成Fe³⁺）．

（1）沉淀1中含有的金屬單質是Cu、Fe．
（2）寫出鐵屑與廢液中三氯化鐵發生反應的化學方程式2FeCl₃+Fe=3FeCl₂．寫出加入過氧化氫溶液后，其與Fe²⁺反應的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）下列物質中，可以作為試劑X的是BD（填字母）．
A．BaCl₂       B．BaCO₃        C．NaOH         D．Ba（OH）₂
（4）檢驗沉淀2洗滌是否完全的方法是取少量最后的洗滌液于試管中，加入Na₂SO₄溶液（或硝酸銀溶液），如果沒有沉淀產生，證明沉淀已經洗滌干凈．
（5）由過濾2得到的濾液制備BaCl₂的實驗操作依次為蒸發濃縮（或蒸發、加熱、加熱蒸發等）、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 根據給出的轉化關系對應的過程分析每個對應的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應的信息．

解答 解：
（1）化學實驗室產生的廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^-四種離子，加入過量鐵屑，導致能和鐵屑反應的銅離子完全轉化為單質銅，同時由于鐵屑過量，說明還有剩余的鐵屑，所以過濾得到的沉淀1中含有的金屬單質是生成的 Cu和剩余的Fe，填寫化學式或者名稱均可．
（2）由于“在溶液中，Fe 與Fe³⁺ 能發生反應生成Fe²⁺”，所以可知鐵屑與廢液中三氯化鐵發生反應生成氯化亞鐵，對應的化學方程式為2FeCl₃+Fe=3FeCl₂．由于在溶液中，Fe²⁺與 H₂O₂ 能發生反應生成Fe³⁺，所以加入過氧化氫溶液后其與Fe²⁺反應生成鐵離子，先寫出簡單配平的離子方程式 2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，發現反應物少兩個氫原子，且少兩個單位正電荷，所以應該在反應物一側增加兩個氫離子，結果為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）加入物質調節的是酸性溶液的pH，所以應該是能夠消耗氫離子而生成水或者氫氣，同時為不引入新的雜質，陽離子應該是鋇離子，所以給定的下列物質中，可以作為試劑X的是 碳酸鋇和氫氧化鋇．故選：BD．
（4）過濾2，是分離生成的氫氧化鐵沉淀和氯化鋇溶液的，所以沉淀表面可能會附著氯化鋇，所以判斷洗滌是否干凈就是看是否有氯化鋇的存在，所以可以取少量最后的洗滌液于試管中，加入Na₂SO₄溶液（或硝酸銀溶液），如果沒有沉淀產生，證明沉淀已經洗滌干凈．
（5）由過濾2得到的濾液制備BaCl₂的實驗操作，由于后面給出了冷卻結晶，所以前面一步應該是加熱一類的濃縮操作，具體可以描述為蒸發能說或者蒸發、加熱、加熱蒸發等均可．
故答案為：
（1）Cu、Fe；
（2）2FeCl₃+Fe=3FeCl₂； 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）BD；
（4）取少量最后的洗滌液于試管中，加入Na₂SO₄溶液（或硝酸銀溶液），如果沒有沉淀產生，證明沉淀已經洗滌干凈；
（5）蒸發濃縮（或蒸發、加熱、加熱蒸發等）．

點評 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時先看解答的問題是什么，然后帶著問題去讀給出的圖進而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問題實際上與復雜的轉化圖相比，其實很簡單很基礎，或者可以說轉化圖提供的是情境，考查基本知識．