Question

某废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^－四种离子，某化学实验小组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。

回答下列问题：

(1)写出向废液中加入过量铁粉发生反应的离子方程式______________________。

(2)沉淀A中含有的金属单质是_______________ 。

(3)下列物质中，可以用作试剂X的是_____________   （填写序号）。

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

(4)向溶液B中通入Cl₂的作用是__________________；实验过程中该小组同学用NaCl固体、MnO₂和浓硫酸混合加热的办法制得Cl₂，写出反应的化学方程式________________；由于Cl₂有毒，某同学建议用双氧水替换，请写出向溶液B中加入双氧水后发生反应的离子方程式__________________。

Answer

Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+铁、铜BD将Fe2+ 氧化成Fe3+2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(浓) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O

【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，通入Cl2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。据此分析。

（1）向废液中加入过量铁粉发生的反应中属于置换反应的是铁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+，反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+，

故答案为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+；
（2）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，

故答案为：铜、铁；
（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，

故答案为：BD；
（4）向溶液B中通入Cl2可以将Fe2+ 氧化成Fe3+；NaCl固体与浓硫酸混合加热生成氯化氢、氯化氢与MnO2加热反应生成Cl2，反应的化学方程式为NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑，MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O或2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(浓) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O；向溶液B中加入双氧水后发生反应的离子方程式为2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O，

故答案为：将Fe2+ 氧化成Fe3+；2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(浓) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O；2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O。