Question

化學實驗室產生的廢液中含有大量會污染環境的物質，為了保護環境，這些廢液必須經處理后才能排放．某化學實驗室產生的廢液中含有兩種金屬離子：Fe³⁺、Cu²⁺，化學小組設計了如下圖所示的方案對廢液進行處理，以回收金屬，保護環境．

（1）廢液經操作①得到的沉淀A中含有的金屬單質是

 

；
（2）寫出操作①的反應離子方程式

 

；

 

．
（3）在操作②中觀察到的實驗現象是

 

．
（4）操作③中發生主要反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：物質分離、提純的實驗方案設計

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：（1）操作①加入的過量的鐵屑，由于鐵的化學性質比銅活潑，因此可以把金屬銅從鹽溶液中置換出來，同時Fe³⁺能氧化單質鐵生成Fe²⁺，因此在第①得到的濾渣中都含有金屬銅過量的鐵；
（2）操作①中鐵分別與鐵離子、銅離子發生氧化還原反應，據此寫出反應的離子方程式；
（3）根據Fe²⁺能被過氧化氫生成Fe³⁺，溶液由淺綠色變為黃色進行解答；
（4）根據濾液中Fe²⁺能被過氧化氫生成Fe³⁺，加入雙氧水后的溶液中含有的金屬陽離子為Fe³⁺，加入強堿溶液后生成氫氧化鐵沉淀．

解答： 解：（1）廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺兩種金屬離子，加入過量的鐵粉后，銅離子被還原成金屬銅，所以在第①得到的沉淀中含有金屬銅和過量的鐵，
故答案為：銅、鐵；
（2）操作①中，鐵與銅離子、鐵離子發生反應，反應的離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）Fe²⁺能被過氧化氫生成Fe³⁺，溶液由淺綠色變為黃色，
故答案為：溶液由淺綠色變為黃色；
（4）濾液中含有亞鐵離子，加入雙氧水后溶液中亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子與氫氧根離子反應生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓．

點評：本題考查了金屬的回收與環境保護，題目難度中等，注意掌握金屬回收方法、常見的離子之間的反應，明確離子方程式的書寫方法，試題培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．