Question

【題目】經(jīng)檢測某工廠的酸性廢水中所含離子及其濃度如下表所示：

離子	Fe3+	Cu2+	SO42－	Na+	H+
濃度/(mol/L)	2×10-3	1×10-3	1×10-2	2×10-3

(1)c(H+)=________mol/L。

(2)為了減少污染并變廢為寶，工程師們設(shè)計(jì)了如下流程，回收銅和綠礬(FeSO4·7H2O).

① 工業(yè)廢水中加入鐵粉后，反應(yīng)的離子方程式為：Fe+Cu2+ =Fe2++Cu、________________、_________________。

②試劑B是__________。

③ 操作③是_____________、_____________、過濾，最后用少量冷水洗滌晶體，在低溫下干燥。

④通過檢驗(yàn)溶液D中Fe3+來判斷廢水中Fe3+是否除盡，實(shí)驗(yàn)方法是__________________。

⑤ 獲得的FeSO4·7H2O需密閉保存，原因是___________________________。若將所得FeSO4·7H2O配成溶液，向溶液中滴加NaOH溶液的現(xiàn)象是_________________________________________________________________。

⑥上述1000 L廢水經(jīng)處理，可獲得 FeSO4·7H2O的物質(zhì)的量是_________mol。

Answer 1

【答案】0.01 Fe +2Fe3+ = 3Fe2+ Fe +2H+ = Fe2+ +H2↑ 硫酸 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 取少量D中溶液于試管中，滴加1滴KSCN溶液，不出現(xiàn)紅色，說明廢水中Fe3+除盡 FeSO4有還原性，易被氧化(或FeSO4·7H2O失去結(jié)晶水) 生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色 12

【解析】

(1)水溶液中，溶液呈電中性，即溶液中陰陽離子所帶的電荷總數(shù)為零，在同一溶液中體積相等，2×10-3×3+1×10-3×2+2×10-3×1+c(H+)=1×10-2×2，則c(H+)=0.01mol/L；

(2)①向廢水中加入鐵粉后，首先三價(jià)鐵離子與鐵反應(yīng)，然后為Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu 、最后為Fe +2H+ = Fe2+ +H2↑，答案為：Fe +2Fe3+ = 3Fe2+；Fe +2H+ = Fe2+ +H2↑；

②固體C為Fe、Cu的混合物，經(jīng)過操作②過濾分離固體和液體，濾液回收，則試劑B為可溶解Fe，為酸，且陰離子為硫酸根離子，試劑B為硫酸；

③ 硫酸亞鐵溶液經(jīng)過操作③可得到硫酸亞鐵晶體，則加熱溫度不能太高，可采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的方法得到硫酸亞鐵晶體；

④若溶液中含有Fe3+，加入硫氰化鉀溶液后，顯血紅色，故答案為取少量D中溶液于試管中，滴加1滴KSCN溶液，不出現(xiàn)紅色，說明廢水中Fe3+除盡；

⑤硫酸亞鐵晶體中的亞鐵離子不穩(wěn)定，有還原性容易被空氣中的氧氣氧化變質(zhì)，同時(shí)也很容易失去結(jié)晶水，亞鐵離子與堿反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，白色沉淀，被空氣中的氧氣氧化，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，答案為：FeSO4有還原性，易被氧化(或FeSO4·7H2O失去結(jié)晶水)；生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；

⑥1000l廢水中含有Fe3+ 為 2mol，鐵粉為10mol且過量，過量的在操作②中全部變?yōu)?/span>Fe2+，則溶液中的Fe2+ 的物質(zhì)的量共計(jì)12mol，可獲得 FeSO4·7H2O的物質(zhì)的量是12mol。