Question

2．某酸性工業廢水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等離子．有人設計了圖中的工藝流程，利用稀硫酸、氫氧化鈉和工業生產中的廢鐵屑，從廢水中產生一定量氧化鐵．

填寫下面空白：
（1）圖中標號處需加入的相應物質分別如下：
①Fe，③NaOH．
（2）寫出C、D的化學式：CFe（OH）₂，DFe（OH）₂．
（3）①處發生反應的離子方程式有Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺．

Answer 1

分析 某酸性工業廢水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等離子，根據流程圖知，向廢水中加入Fe，發生反應Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺，然后過濾得到B中成分為Fe、Cu、Au，A中成分為FeSO₄；
向B中加入稀硫酸，發生反應Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，Cu、Au不反應，過濾得到固體Cu、Au；
硫酸亞鐵中加入物質生成C，C發生一系列反應生成Fe₂O₃，加入的③為NaOH，發生反應
Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，再利用空氣將其轉化為氫氧化鐵沉淀，最終受熱分解為鐵紅（氧化鐵），據此分析解答．

解答 解：某酸性工業廢水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等離子，根據流程圖知，向廢水中加入Fe，發生反應Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺，然后過濾得到B中成分為Fe、Cu、Au，A中成分為FeSO₄；
向B中加入稀硫酸，發生反應Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，Cu、Au不反應，過濾得到固體Cu、Au；
硫酸亞鐵中加入物質生成C，C發生一系列反應生成Fe₂O₃，加入的③為NaOH，發生反應
Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，再利用空氣將其轉化為氫氧化鐵沉淀，最終受熱分解為鐵紅（氧化鐵），
（1）通過以上分析知，①、③的物質分別是Fe、NaOH，
故答案為：Fe；NaOH；
（2）通過以上分析知，C、D的化學式分別為Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₂；Fe（OH）₃；
（3）通過以上分析知，①處發生反應的離子方程式有Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺．

點評 本題考查物質分離和提純，為高頻考點，明確離子性質及離子之間發生的反應是解本題關鍵，知道流程圖中各微粒發生的反應及溶液中溶質成分，注意：灼燒氫氧化亞鐵、氫氧化鐵都生成氧化鐵．