Question

10．某工廠的工業廢水中含有大量的FeSO₄以及一定量的CuSO₄和Na₂SO₄，為減少污染并變廢為寶，某學習小組設計以下流程，擬從該廢水中回收硫酸亞鐵、金屬銅，并利用氨堿法原理“制堿”．（除標注外，所加藥品或試劑均過量，部分產物及反應條件略去）

回答下列問題：
（1）由步驟①可知Fe、Cu的活潑性由強到弱的順序是Fe＞Cu．
（2）若向步驟②所得的濾液中滴加1～2滴紫色石蕊試液，溶液是硫酸亞鐵和稀硫酸的混合物，溶液顯紅色．
（3）步驟⑤中加Na₂CO₃溶液的作用是除去氫氧化鋇．由NaHCO₃轉化成純堿的化學反應方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）“NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl”是氨堿法制純堿中的重要反應．下列敘述正確的是D．
  A．析出晶體后剩余溶液中只有一種溶質 
  B．該條件下NaHCO₃的溶解度比NH₄Cl的大
  C．析出晶體后的溶液為NaHCO₃的不飽和溶液 
  D．在加壓條件下向獨辟蹊徑氨鹽水中通入CO₂，能加速NaHCO₃的生成
（5）該流程①～⑥中，發生了復分解反應的有④⑤⑥．（填寫步驟編號）

Answer 1

分析 （1）根據排在前面的金屬可以將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來進行分析；
（2）根據為了保證將鐵除去完全，加入的硫酸是過量的進行分析；
（3）根據碳酸鈉與氫氧化鋇反應會生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳進行分析；
（4）A、根據過濾出碳酸氫鈉后，溶質是NH₄Cl和NaCl進行分析；
B、根據由于反應時生成的碳酸氫鈉多，而NH₄Cl少，所以在溶劑質量相等的情況下，只能說碳酸氫鈉更容易形成飽和溶液，不能說明溶解度就一定是碳酸氫鈉的小進行分析；
C、根據判斷溶液是否飽和，可以采用兩種方式：判斷溶液底部是否存在晶體或加入晶體看是否能溶解進行分析；
D、根據在加壓的條件下向飽和氨鹽水中通二氧化碳，增加反應物的濃度，更有利于反應向正方向進行進行分析．
（5）根據各個步驟中發生的反應進行分析．

解答 解：（1）排在前面的金屬可以將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，鐵會與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，所以Fe、Cu的活潑性由強到弱的順序是：Fe＞Cu；
（2）為了保證將鐵除去完全，加入的硫酸是過量的，所以步驟②所得的濾液中滴加1～2滴紫色石蕊試液，溶液是：硫酸亞鐵和稀硫酸的混合物，溶液顯紅色；
（3）碳酸鈉與氫氧化鋇反應會生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，所以加Na₂CO₃溶液的作用是：除去氫氧化鋇，碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳，化學方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）A、過濾出碳酸氫鈉后，溶質是NH₄Cl和NaCl，故A錯誤；
B、由于反應時生成的碳酸氫鈉多，而NH₄Cl少，所以在溶劑質量相等的情況下，只能說碳酸氫鈉更容易形成飽和溶液，不能說明溶解度就一定是碳酸氫鈉的小，故B錯誤；
C、判斷溶液是否飽和，可以采用兩種方式：判斷溶液底部是否存在晶體或加入晶體看是否能溶解，故C錯誤；
D、在加壓的條件下向飽和氨鹽水中通二氧化碳，增加反應物的濃度，更有利于反應向正方向進行，故D正確．
故選：D．
（5）①是鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，屬于置換反應，②是鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，屬于置換反應，③是發生的物理變化，④是氫氧化鋇和硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鈉，⑤是氫氧化鋇和碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，⑥是碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以發生了復分解反應的有④⑤⑥．
故答案為：（1）Fe＞Cu；
（2）硫酸亞鐵和稀硫酸的混合物，溶液顯紅色；
（3）除去氫氧化鋇，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）D．
（5）④⑤⑥．

點評 本題考查了常見物質的性質以及溶液的有關知識，完成此題，可以結合化學反應的實際結合物質的性質進行解決問題．