Question

5．某工業廢液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等離子，為將其回收利用，再采用了如下工藝

已知Zn（OH）₂的性質與Al（OH）₃相似所用試劑在下列試劑中選擇
①鐵粉 ②鋅粉 ③稀HNO₃ ④稀H₂SO₄ ⑤稀HCl ⑥稀氨水 ⑦NaOH溶液 ⑧石灰水
請回答下列問題：
（1）試劑1、試劑2、試劑3分別可以是②、⑤、⑦（填編號）
（2）操作2是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾
（3）操作3是在HCl氣流中加熱
（4）加過量CO₂時發生反應的離子方程式ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-
（5）在金屬冶煉方法中方法1是電解法方法2是還原劑法．

Answer 1

分析 廢液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等離子，加入試劑1得到固體，且固體中加入試劑2得到Cu，故固體中含有Cu，那么試劑1是能還原銅離子的物質，結合題目得知，為鋅粉，試劑2是可以溶解過量鋅粉，且不能溶解Cu的物質，可以是稀硫酸或稀鹽酸，由此流程可知最終得到鹽酸鹽，為不引入新雜質，故選擇稀鹽酸，操作1后的溶液中含有Mg²⁺和Zn²⁺；加入試劑3生成氫氧化鎂沉淀，故試劑3為氫氧化鈉，依據“Zn（OH）₂的性質與Al（OH）₃相似”得知過量的氫氧化鈉與鋅離子生成溶液，此溶液中通入二氧化碳氣體生成氫氧化鋅，氫氧化鋅加熱分解生成ZnO，據此解答各小題即可．

解答 解：（廢液中含有Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等離子，加入試劑1得到固體，且固體中加入試劑2得到Cu，故固體中含有Cu，那么試劑1是能還原銅離子的物質，結合題目得知，為鋅粉，試劑2是可以溶解過量鋅粉，且不能溶解Cu的物質，可以是稀硫酸或稀鹽酸，為不引入新雜質，故選擇稀鹽酸，操作1后的溶液中含有Mg²⁺和Zn²⁺；加入試劑3生成氫氧化鎂沉淀，故試劑3為氫氧化鈉，依據“Zn（OH）₂的性質與Al（OH）₃相似”得知過量的氫氧化鈉與鋅離子生成溶液，此溶液中通入二氧化碳氣體生成氫氧化鋅，氫氧化鋅加熱分解生成ZnO，
（1）由分析可知：試劑1、試劑2、試劑3分別可以是②、⑤、⑦，故答案為：②；⑤；⑦；
（2）操作2是從溶液中得到固體，那么次操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶；過濾；
（3）由于氯化鎂為強酸弱堿鹽，鎂離子容易水解，故應在HCl氣流中加熱以防止鎂離子水解，故答案為：在HCl氣流中加熱；
（4）偏鋁酸鈉與二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，據此得出氫氧化鋅與過量的氫氧化鈉反應生成ZnO₂^2-（由于Zn為+2價，據此得出此離子），此離子與二氧化碳反應生成氫氧化鋅沉淀，故離子反應方程式為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-，故答案為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
 （5）活潑金屬采用電解法冶煉，較活潑金屬采用熱還原法冶煉，由于Mg很活潑，故采用電解法，Z你n較活潑，采用還原劑法，故答案為：電解法；還原劑法．

點評 本題主要考查的是無機流程中的物質的分離和提純，涉及化學試劑的選取、鋁的兩性類比考查、活潑金屬的冶煉方法等，綜合性較強，難度較大．