Question

【題目】經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，工程師們設計了如下流程，回收銅和綠礬（FeSO4·7H2O）。

① 工業廢水中加入鐵粉后，反應的離子方程式為：

Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu、 、 。

② 試劑B是 。

③ 操作③是蒸發濃縮、冷卻結晶、 ，最后用少量冷水洗滌晶體，在低溫下干燥。

④ 通過檢驗溶液D中Fe3+來判斷廢水中Fe3+是否除盡，實驗方法是 。

⑤ 獲得的FeSO4·7H2O需密閉保存，原因是 。

⑥ 上述1000 L廢水經處理，可獲得 FeSO4·7H2O的物質的量是 mol。

Answer 1

【答案】（1）0.01

（2）① Fe +2Fe3+ == 3Fe2+ Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑ ② 硫酸 ③ 過濾

④ 取少量D中溶液于試管中，滴加1滴KSCN溶液，不出現紅色，說明廢水中Fe3+除盡

⑤ FeSO4有還原性，易被氧化（或FeSO4·7H2O失去結晶水）⑥ 12

【解析】

試題（1）根據電荷守恒知，c(H+)+3 c(Fe3+)+2 c(Cu2+ )+ c(Na+)= c(OH－)+2 c(SO42-)，廢水呈強酸性，氫氧根濃度很小，計算時可忽略，代入題給數據計算得c(H+)=0.01 mol/L；

（2） ① 工業廢水中含有硫酸銅、硫酸鐵和硫酸，加入鐵粉后，反應的離子方程式為：Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu、Fe +2Fe3+ == 3Fe2+ 、Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑。② 過濾，固體C為鐵和銅的混合物，加入過量硫酸，過濾，得銅和硫酸亞鐵溶液，故試劑B是硫酸。③ 操作③是從溶液中獲得晶體的操作，為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，最后用少量冷水洗滌晶體，在低溫下干燥。④Fe3+的檢驗用KSCN溶液，故判斷廢水中Fe3+是否除盡，實驗方法是取少量D中溶液于試管中，滴加1滴KSCN溶液，不出現紅色，說明廢水中Fe3+除盡。⑤ Fe2＋易被氧化，綠礬晶體易失去結晶水，故FeSO4·7H2O需密閉保存，原因是FeSO4有還原性，易被氧化（或FeSO4·7H2O失去結晶水）。⑥ 1000 L廢水中n(Fe3+)=2mol，560g鐵粉的物質的量為10mol，根據鐵元素守恒知，經上述處理，可獲得 FeSO4·7H2O的物質的量是12mol。