Question

某廠的酸性工業廢水中含有一定量的Na＋、Al3＋、 Fe3＋、Cu2＋、Cl－。該廠利用如圖所示的工藝流程圖，利用常見的氣體氧化物、酸、堿和工業生產中的廢鐵屑，從廢水中生產出了氯化鐵、氧化鋁、NaCl晶體和金屬銅，產生了很好的社會經濟效益。

 

請填寫下列空白：

(1)圖中試劑1是________，試劑2是________。

(2)步驟1和步驟2所用到的玻璃儀器是________。

(3)步驟1反應的離子方程式為_______________________________________。

(4)步驟3反應的離子方程式為_______________________________________。

(5)從節約藥品和環保方面考慮，步驟5所發生反應的離子方程式應為__________________________________________________________。

 

Answer 1

　(1)廢鐵屑　稀鹽酸

(2)漏斗、玻璃棒、燒杯

(3)Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋，Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑

(4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O

(5)AlO2—＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3—

【解析】　所加試劑的關鍵是有效地將Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－分離并得到相應產品。若試劑1為足量的廢鐵屑，Fe與Cu2＋、Fe3＋、H＋反應經過濾后得到含有Fe、Cu的沉淀A，向Fe、Cu混合物中加入足量的稀鹽酸得到Cu和FeCl2，FeCl2再與H2O2反應得到FeCl3：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。溶液A中含有Na＋、Al3＋、Fe2＋、Cl－，利用Al(OH)3的兩性實現Fe2＋、Al3＋的分離，所以試劑3為過量的NaOH溶液，沉淀C為Fe(OH)2，其與鹽酸反應生成FeCl2，再經步驟3可得FeCl3，溶液C為NaCl、NaOH、NaAlO2的混合液，向該溶液中通入過量的廉價CO2，可將AlO2—轉化為Al(OH)3沉淀，將得到的Al(OH)3沉淀加熱即得到Al2O3，所得溶液D中含有NaCl、NaHCO3，再用鹽酸調節其pH得到NaCl溶液，NaCl溶液經蒸發、結晶得到NaCl晶體。