Question

某工廠排放的工業廢水中含Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，工廠為了減少環境污染，變廢為寶，利用廢鐵屑和其他化學試劑進行如圖操作，得到了鐵紅、Al₂O₃和金屬Cu，回答下列問題：
（1）固體A的成分是

 

．（用化學式表示）
（2）寫出B→D的離子方程式

 

；該反應中氧化劑是

 

；2molCl₂參加反應轉移電子是

 

mol．溶液D中滴加KSCN溶液的現象是

 

．
（3）溶液E焰色反應呈黃色，試劑H是

 

（用化學式表示）；D→E反應的離子方程式是

 

．
（4）分別寫出鐵紅和氧化鋁在工業上的一種主要用途：鐵紅

 

；氧化鋁

 

．

Answer 1

分析：（1）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，所以所得固體包括Fe和Cu；
（2）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，生成+3價的鐵離子，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，1mol氯氣參加反應轉移2mol電子；檢驗Fe³⁺ 的方法是加KSCN溶液，溶液變紅；
（3）分離Al³⁺、Fe²⁺，需加強堿，利用氫氧化鋁的兩性進行分離，D→E是鋁離子生成氫氧化鋁沉淀，以及氫氧化鋁溶解在堿中的離子反應，據此分析解答；
（4）鐵紅為三氧化二鐵的俗名，顏色為紅棕色，根據顏色可作顏料，氧化鋁熔點高，可作耐火材料；

解答：解：（1）根據流程圖中可以知道，完成回收鐵紅、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）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^-；該反應中氯氣中氯元素從0價變為產物中的氯離子，化合價降低是氧化劑；1mol氯氣參加反應得到2mol電子，則2mol氯氣參加反應得到4mol電子；溶液D中含有Fe³⁺，加KSCN溶液Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃溶液變紅色，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；Cl₂；4；溶液變紅色；
（3）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，是兩性氫氧化物，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；加堿先發生反應Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，強堿過量Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，總反應為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：NaOH；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）鐵紅為氧化鐵，紅棕色粉末，可用于油漆、油墨、橡膠等工業中，也可做催化劑；氧化鋁，可通過電解得到鋁單質，所以可作制鋁原料，氧化鋁熔點高，可用作耐火材料，也可作工業催化劑等，
故答案為：紅色油漆或涂料等；耐火材料；

點評：本題以工業廢水中回收鐵紅、Al₂O₃和金屬Cu考查了物質的分離和提純，注意根據物質的性質選擇分離提純的方法，題目難度中等．