Question

【題目】某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的Al2(SO4)3、較多的Cu2+和少量的Na+。從工業(yè)廢水中回收金屬鋁和金屬銅的工藝流程如下圖所示(試劑X、Y、Z均過量)。

(1)試劑X為_______，加入試劑X發(fā)生的離子方程式是___________試劑Z為___________。

(2)操作②為____________(填實驗分離方法)。

(3)溶液2中含有的溶質(zhì)有__________(填化學(xué)式)。

(4)寫出操作④的化學(xué)反應(yīng)方程式____________。

(5)金屬銅能與濃硫酸在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體為_________(填化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】鋁 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu 氨水 過濾 Al2(SO4)3、H2SO4 Al2(SO4)3、H2SO4 SO2

【解析】

某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的Al2(SO4)3、較多的Cu2+和少量的Na+，由流程可知加入X為金屬鋁，用于置換出銅，溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4，不溶性物質(zhì)為過量的Al和Cu的混合物，向不溶性物質(zhì)中加入試劑Y用于溶解Al，反應(yīng)產(chǎn)生Al2(SO4)3，而Cu不能發(fā)生反應(yīng)，則為稀H2SO4，溶液2含有Al2(SO4)3、過量H2SO4，由于Al(OH)3是兩性物質(zhì)，能夠與過量的強堿NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生可溶性物質(zhì)，因此向①②混合后加入氨水，可生成Al(OH)3沉淀，過濾、洗滌后加熱分解生成Al2O3，電解熔融的Al2O3可生成Al，以此解答該題。

根據(jù)上述分析可知操作①是過濾，不溶性物質(zhì)為Cu、Al混合物，操作②是過濾，試劑Y是H2SO4，溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4，溶液2含有Al2(SO4)3、過量H2SO4，試劑Z是氨水，操作③是過濾，操作④加熱分解Al(OH)3，操作⑤是電解。

(1)由以上分析可知X為Al，可用于除去溶液中的Cu2+，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；試劑Z為氨水；

(2)操作①②③用于分離固體和液體，為過濾操作；

(3)溶液2中含有的溶質(zhì)有Al2(SO4)3、H2SO4；

(4)操作④是加熱Al(OH)3，Al(OH)3不穩(wěn)定，受熱發(fā)生分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Al(OH)32Al2O3+3H2O；

(5)金屬Cu與濃硫酸混合加熱，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生CuSO4、SO2、H2O，反應(yīng)方程式為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，所以反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為SO2。