Question

某化学实验室产生的废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^－四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。(提示: ①在溶液中，Fe 与Fe³⁺ 能发生反应生成Fe²⁺。②在溶液中，Fe²⁺与 H₂0₂ 能发生反应生成Fe³⁺)。

（1）沉淀1中含有的金属单质是___________。

（2）写出铁屑与废液中三氯化铁发生反应的化学方程式______________________。写出加入过氧化氢溶液后其与Fe²⁺反应的化学方程式______________________。

（3）下列物质中，可以作为试剂X的是___________（填字母）。

A．BaCl₂       B．BaCO₃        C．NaOH         D．Ba(OH) ₂

（4）检验沉淀2洗涤是否完全的方法是___________________________。

（5）由过滤2得到的滤液制备BaCl₂的实验操作依次为________、冷却结晶、过滤、   洗涤、干燥 。

Answer

Cu、Fe  Fe+2FeCl3=3FeCl2   2FeCl2+2HCl+H2O2=2FeCl3+2H2O BD 取少量最后的洗涤液于试管中，加入Na 2SO4溶液（或硝酸银溶液），如果没有沉淀产生，证明沉淀已经洗涤干净 蒸发浓缩（或蒸发、加热、加热蒸发等）

【解析】加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；滤液含有二价铁离子、钡离子、氯离子，加双氧水将二价铁氧化成三价铁离子，再加碱调节PH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去，所以沉淀2为氢氧化铁，进一步转化成氯化铁晶体，而滤液2则只剩氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体；

(1)废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子，加入过量的铁粉后，铜离子被还原成金属铜，所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁；
(2)根据以上分析，铁溶解于氯化铁生成氯化亚铁，发生反应的化学方程式为；Fe+2FeCl3=3FeCl2；氧化时加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：2FeCl2+2HCl+H2O2=2FeCl3+2H2O；
(3)根据以上分析，加试剂X调节PH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而不能引入新的杂质，所以选BD，故选：BD；
(4)取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全；(或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全)；
(5)根据以上分析，氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体。

点睛：准确分析工业流程及涉及到的反应原理是解题关键，加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；滤液含有二价铁离子、钡离子、氯离子，加双氧水将二价铁氧化成三价铁离子，再加碱调节PH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去，所以沉淀2为氢氧化铁，进一步转化成氯化铁晶体，而滤液2则只剩氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体，以此解答；