Question

【題目】礦山廢水中含有大量的H2SO4和CuSO4，直接排放會影響水體酸堿性，并造成重金屬污染。通過處理可以回收金屬銅，并使廢水pH和重金屬含量達到排放標準。

已知：步驟I無藍色沉淀生成。

（1）步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都需進行的操作是_______。

（2）步驟Ⅱ得到金屬銅的反應的化學方程式為_______。

（3）加入Ca(OH)2可以降低鐵屑的消耗量，原因是_______（請用文字并結合化學方程式解釋）。

（4）步驟Ⅲ需加入Na2S才能使廢水達到排放標準，由此推測廢水③不達標的主要原因 是其中含有_______。

Answer 1

【答案】 過濾 Fe + CuSO4 ==== Cu + FeSO4 Ca(OH)2會與廢水中的硫酸發生反應：Ca(OH)2+H2SO4====CaSO4+2H2O，消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應：Fe+H2SO4====FeSO4+H2 ↑ CuSO4（或Cu2+）

【解析】（1）根據固液分離考慮操作步驟；

（2）根據鐵與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵反應分析；

（3）根據氫氧化鈣與硫酸反應生成硫酸鈣和水及鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣分析；

（4）根據步驟Ⅲ后生成CuS分析解答。

解：（1）步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都是進行固體和液體的分離，故都需進行的操作是過濾；

（2）鐵與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵。反應的化學方程式為Fe + CuSO4 =Cu + FeSO4；

（3）加入Ca(OH)2可以降低鐵屑的消耗量，原因是Ca(OH)2會與廢水中的硫酸發生反應：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O，消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應：Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑；

（4）由于步驟Ⅲ后生成CuS。故步驟Ⅲ需加入Na2S才能使廢水達到排放標準，由此推測廢水③不達標的主要原因是其中含有CuSO4（或Cu2+）。