Question

【題目】某廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl－四種離子，某化學實驗小組設計下列方案對廢液進行處理，以回收金屬并制備氯化鋇、氯化鐵晶體。

回答下列問題：

(1)寫出向廢液中加入過量鐵粉發生反應的離子方程式______________________。

(2)沉淀A中含有的金屬單質是_______________。

(3)下列物質中，可以用作試劑X的是_____________（填寫序號）。

A．BaCl2 B．BaCO3 C．NaOH D．Ba(OH)2

(4)向溶液B中通入Cl2的作用是__________________；實驗過程中該小組同學用NaCl固體、MnO2和濃硫酸混合加熱的辦法制得Cl2，寫出反應的化學方程式________________；由于Cl2有毒，某同學建議用雙氧水替換，請寫出向溶液B中加入雙氧水后發生反應的離子方程式__________________。

Answer 1

【答案】Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+鐵、銅BD將Fe2+ 氧化成Fe3+2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(濃) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O

【解析】

加入的過量的鐵屑，由于鐵的化學性質比銅活潑，因此可以把金屬銅從鹽溶液中置換出來，同時Fe3+能氧化單質鐵生成Fe2+，因此在過濾得到的沉淀1中含有的金屬單質銅過量的鐵；濾液含有二價鐵離子、鋇離子、氯離子，通入Cl2將二價鐵氧化成三價鐵離子，再加堿調節pH值使三價鐵離子轉變成氫氧化鐵沉淀而除去，所以沉淀2為氫氧化鐵，進一步轉化成氯化鐵晶體，而濾液2則只剩氯化鋇溶液，經過蒸發濃縮，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥進一步轉化成氯化鋇固體。據此分析。

（1）向廢液中加入過量鐵粉發生的反應中屬于置換反應的是鐵把金屬銅從鹽溶液中置換出來，同時Fe3+能氧化單質鐵生成Fe2+，反應的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+，

故答案為：Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+；
（2）廢液中含有Fe3+、Cu2+兩種金屬離子，加入過量的鐵粉后，銅離子被還原成金屬銅，所以在第①得到的沉淀中含有金屬銅和過量的鐵，

故答案為：銅、鐵；
（3）根據以上分析，加試劑X調節pH值使三價鐵離子轉變成氫氧化鐵沉淀而不能引入新的雜質，所以選BD，

故答案為：BD；
（4）向溶液B中通入Cl2可以將Fe2+ 氧化成Fe3+；NaCl固體與濃硫酸混合加熱生成氯化氫、氯化氫與MnO2加熱反應生成Cl2，反應的化學方程式為NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑，MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O或2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(濃) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O；向溶液B中加入雙氧水后發生反應的離子方程式為2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O，

故答案為：將Fe2+ 氧化成Fe3+；2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(濃) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O；2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O。