Question

6．排放的工業廢水中含Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，為了減少環境污染，變廢為寶，利用廢鐵屑制得Fe₂O₃、Al₂O₃和金屬Cu，過程如下．

請回答：
（1）固體A的成分是Fe、Cu（填化學式）．
（2）溶液B中的金屬陽離子有Fe²⁺、Al³⁺．
（3）試劑G是稀鹽酸或稀硫酸（填名稱）．
（4）B→D反應的離子方程式是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）溶液E焰色反應呈黃色，試劑H是NaOH溶液．

Answer 1

分析 某工廠排放的工業廢水中含Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過量鐵2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來，發生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過量，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價的鐵離子被氯水氧化，生成+3價的鐵離子，然后加入過量的NaOH溶液，E為NaAlO₂溶液，可在溶液中通入二氧化碳氣體，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：某工廠排放的工業廢水中含Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過量鐵2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來，發生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過量，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價的鐵離子被氯水氧化，生成+3價的鐵離子，然后加入過量的NaOH溶液，E為NaAlO₂溶液，可在溶液中通入二氧化碳氣體，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，先加過量鐵粉，2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，鐵在金屬活動順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過濾得到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，過濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，酸過量，還含有氫離子，故答案為：Fe²⁺、Al³⁺；
（3）金屬鐵可以和鹽酸、稀硫酸之間反應，但是金屬銅和稀鹽酸、稀硫酸之間不反應，據此實現金屬鐵和銅的分離，所以試劑G是稀鹽酸或是稀硫酸，
故答案為：稀鹽酸或稀硫酸；
（4）過濾所得溶液B中含有Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價的鐵離子被氯水氧化，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（5）分離Al³⁺、Fe²⁺，需加強堿，氫氧化鋁既可以和強酸反應還可以和強堿反應，溶液E焰色反應呈黃色說明含有鈉離子，說明試劑H是氫氧化鈉，
故答案為：NaOH溶液．

點評 本題以鐵、鋁及其化合物為載體考查了物質間的轉化及物質的推斷，明確鋁及其化合物的性質是解本題關鍵，根據鋁、鐵的性質及工業上冶煉、鐵鋁的原料為突破口采用正逆結合的方法推斷，將鋁、鐵及其化合物的知識總結歸納而形成知識網絡，靈活運用，注意：氫氧化鋁能溶于強堿但不溶于弱堿．