Question

某工廠排放的工業廢水中含Fe³⁺、A1³⁺、Cu²⁺，工廠為了減少環境污染，變廢為寶，利用廢鐵屑和其它化學試劑進行如下操作，得到了鐵紅、A1₂O₃和金屬Cu。

（1）固體A的成分是                           。
（2）寫出B→D的離子方程式                                 。
（3）溶液E焰色反應呈黃色，試劑H是              （填化學式）。
（4）寫出D→F反應的離子方程式                       。
（5）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                                  。
（6）將溶液E轉化為A1₂O₃，請設計一個最合理的方案                                                                                                           （用文字表述）。

Answer 1

（1）Fe、Cu（共2分：答對1個給1分，答錯一個不給分）
（2）2Fe^2＋＋Cl₂=2Fe^3＋＋2Cl^－（共2分）
（3）NaOH（共1分）
（4）Fe^3＋+3OH^－=Fe(OH)₃↓（共2分）
（5）用作紅色油漆和涂料 制造耐火坩堝等（共2分，答案合理即給分）
（6）在溶液E中通入過量的CO₂，經過濾和洗滌后，加熱固體即得Al₂O₃。（共1分；答到“加酸”給0.5分，答到“加熱固體”給0.5分）

試題分析：（1）Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，由于鐵屑過量，則固體A由Fe、Cu組成；B溶液所含金屬陽離子為Fe²⁺、A1³⁺，固體C為目標產物之一的Cu；G為稀硫酸或稀鹽酸；（2）氯水是強氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，即2Fe^2＋＋Cl₂=2Fe^3＋＋2Cl^－；D溶液所含金屬陽離子為Fe³⁺、A1³⁺；（3）由目標產物逆推，E為NaAlO₂溶液，F為Fe(OH)₃，則H為NaOH；（4）Fe³⁺與OH^—反應生成Fe(OH)₃沉淀，即Fe^3＋+3OH^－=Fe(OH)₃↓；（5）鐵紅常用作煉鐵原料、紅色油漆和涂料，氧化鋁常用作煉鋁原料、制造耐火坩堝等；（6）先將AlO₂^－轉化為Al(OH)₃沉淀，即AlO₂^－+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+HCO₃^－或3AlO₂^－+Al^3＋+6H₂O=4Al(OH)₃↓；再過濾、洗滌，最后灼燒濾渣，使Al(OH)₃分解生成Al2O3和H₂O。