Question

【題目】Ⅰ.某工廠的工業廢水中含有大量的FeSO4和較多的Fe3+和Cu2+。為了減少污染并變廢為寶，工廠計劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅。實驗室模擬該工業流程如圖：

（1）檢驗廢水中的Fe2+，實驗室中用酸性KMnO4溶液檢驗，發生反應的離子方程式為________________________。

（2）加入過量物質1后，發生反應的離子方程式為___________________________。

（3）固體2是_____________________，實驗室為長期保存硫酸亞鐵溶液往往向其溶液中加入_______________________。

Ⅱ.工業上冶煉鋁的原料是鋁土礦(主要成分是Al2O3，雜質為Fe2O3、FeO、SiO2等)。某研究小組設計的提純Al2O3的方案如下：

（1）加入過量的NaOH溶液，過濾后的濾液中含有的溶質有________(填化學式)。

（2）加入過量NaOH溶液過濾后，若濾渣中Fe(OH)2也被氧化，寫出其被氧化的化學方程式__________________________。

（3）寫出通入過量CO2生成沉淀A時反應的離子方程式為_________________________。

Answer 1

【答案】 5Fe2++MnO4-+8H+ = 5Fe3++Mn2++4H2O Fe+2Fe3+= 3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+ 銅（或Cu） 鐵粉（或Fe） NaOH　NaAlO2　NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

【解析】試題分析：（1）Fe2+能被酸性高錳酸鉀氧化為Fe3+；工業廢水中含大量的FeSO4和較多的Fe3+和Cu2+，先加過量鐵，過濾，得到溶液1為FeSO4，固體1為Cu和多余的鐵，再向固體1中加過量稀硫酸，過濾得到的固體2為Cu，溶液2為FeSO4；

Ⅱ. 鋁土礦中二氧化硅和鹽酸不反應，濾液中含有氯化鋁、氯化鐵、氯化亞鐵，加入過量的NaOH溶液，生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁白色沉淀和碳酸氫鈉， 濾渣中Fe(OH)2被氧氣氧化為氫氧化鐵。

解析：（1）Fe2+能被酸性高錳酸鉀氧化為Fe3+，反應的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+ = 5Fe3++Mn2++4H2O；（2）工業廢水中含大量的FeSO4和較多的Fe3+和Cu2+，先加過量鐵，鐵粉與Fe3+和Cu2+都能反應，反應離子方程式是Fe+2Fe3+= 3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+；（3）固體1為Cu和Fe，再向Cu和Fe中加過量稀硫酸，Fe溶于硫酸，過濾得到的固體2為Cu；硫酸亞鐵易被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加入鐵粉可以防止Fe2+被氧化。

Ⅱ. （1）鋁土礦中二氧化硅和鹽酸不反應，濾液中含有氯化鋁、氯化鐵、氯化亞鐵，加入過量的NaOH溶液，生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，所以過濾后的濾液中含有的溶質有NaAlO2　NaCl；（2）濾渣中Fe(OH)2被氧氣氧化為氫氧化鐵，被氧化的化學方程式4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。

（3）偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁白色沉淀和碳酸氫鈉，反應的離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。