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專題三 金屬回收與廢水處理,,[知識整理] 工業(yè)廢水常含有AgNO3、Cu(NO3)2等貴重金屬元素，處理方法： (1)一般加入 ，使金屬Ag和Cu完全置換出來． (2)在AgNO3、Cu(NO3)2：混合溶液中加入鐵粉，鐵粉首先置換活動動性較弱的金屬 ；然后，如果鐵粉有剩，才置換金屬 ． [例題分析] [例1] :實驗結(jié)束時，同學們將含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的廢液倒在廢液缸里，如果將廢液直接排放就會造成水污染。于是幾位同學利用課余處理廢液，回收工業(yè)重要原料硫酸鋅和有關金屬。實驗過程如下： 請回答： （1）濾液A和濾液B含有相同的溶質(zhì)，其名稱是 ；固體B的化學式為 。,Zn或 Fe,Ag,Cu,專題三 金屬回收與廢水處理,,（2）寫出步驟①其中一個反應的化學方程式 ；步驟④發(fā)生反應的化學方程式為 。 （3）要檢驗步驟④中加入的稀硫酸是否足量的方法是 。 （4）若實驗過程中的物質(zhì)損失可以忽略，要計算該廢液中硫酸鋅的質(zhì)量分數(shù)，必須稱量：廢液的質(zhì)量和 。 【思路點撥】 本題根據(jù)廢水處理流程圖進行推斷，過量鋅粉與CuSO4、ZnSO4、FeSO4廢液反應，A為ZnSO4，B也是硫酸鋅，①的一個反應可以是鋅與CuSO4、FeSO4兩者之一的置換，固體C為鋅銅混合物，硫酸只與混合物中的鋅反應，步驟④中加入的稀硫酸足量的目的是除盡鋅粉，應該在濾渣中加入稀硫酸，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以解決最后一問。 [解答]（1）硫酸鋅 Fe （2）Zn+CuSO4 =ZnSO4 +Cu 或Zn+ FeSO4== ZnSO4+ Fe Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑（3）取步驟④的濾渣于試管中加入少量稀硫酸，若有氣泡產(chǎn)生則酸不足量（或若無氣泡產(chǎn)生，則酸已足量） （4）硫酸鋅的質(zhì)量、鋅粉的質(zhì)量[或硫酸鋅、固體B、固體C、銅的質(zhì)量],專題三 金屬回收與廢水處理,,[例2] （2009肇慶）興趣小組的同學在開展“廢物利用、減少污染”的活動中，取某工廠合金廢料（含鋁、鐵、銅）進行如下實驗： （1）操作Ⅰ的名稱是 ；該操作需用到的鐵制儀器為 。 （2）固體A的成分是 ；操作Ⅱ反應的化學方程式為 。 （3）黑色固體C加適量稀硫酸反應的方程式為 。 （4）圖中由含鋁的鈉鹽制備氯化鋁有兩種途徑，你認為合理的途徑是 （填：“Ⅰ”或“Ⅱ”），理由是 。 【思路點撥】 由操作Ⅰ是分離固體和液體，所以是過濾，過濾所需的鐵制儀器是鐵架臺等支持儀器。由逆推方法可得出固體A的成分和操作Ⅱ反應，黑色固體C加適量稀硫酸反應比固體A的成分,專題三 金屬回收與廢水處理,,得出更易，圖中由含鋁的鈉鹽制備氯化鋁有兩種途徑哪一條合理不容易判斷，因為金屬與堿反應，含鋁的鈉鹽與足量的鹽酸反應，都沒有學過，有很多同學就無法往下做題，但這里不需要以上知識，只要能從質(zhì)量守恒定律，化學反應元素種類不變就可判斷。 [解答]：（1）過濾 鐵架臺（帶鐵圈）、或三角架 （2）鐵、銅（或Fe、Cu） Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ （3）CuO + H2SO4 = CuSO4 +H2O （4）Ⅱ 途徑Ⅱ沒有引入新的雜質(zhì)，得到的是純凈的氯化鋁溶液（或途徑Ⅰ引入的雜質(zhì)鈉鹽，得到的氯化鋁不是純凈。合理表述均給分。） 強化訓練：A組 1．（2012．北京市）金屬在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應用。 （1）下列金屬制品中，利用金屬導電性的是_____（填字母序號）。,C,專題三 金屬回收與廢水處理,,（2）鐵制品在沙漠地區(qū)不易銹蝕的原因是___________。 （3）工業(yè)上用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵反應的化學方程式為____________。 （4）某廠排放的廢水中含有硫酸銅，將廢水處理可得到銅和鐵紅（氧化鐵）兩種產(chǎn)品。過程如下圖所示（廢水中的其他物質(zhì)不參與反應）； 過程①中發(fā)生反應的化學方程式為________ _。 A-G七種物質(zhì)中含鐵元素的有___________（填字母代號）。 2、（2011肇慶）氯化鈣是多用途的干燥劑和建筑防凍劑。實驗室里用石灰石和鹽酸制備二氧化碳的含酸廢液（含有MgCl2、FeCl3等）通過以下途徑制得無水氯化鈣。 （1）操作I的名稱為 ，操作II的名稱為 。濾渣的化學成分有 。,沒有水分,3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,A、B、C、E、G,過濾,冷卻結(jié)晶或結(jié)晶,Mg(OH)2、Fe(OH)3, 多寫Ca(OH)2不扣分）,專題三 金屬回收與廢水處理,,（2）石灰乳的作用是① ，② ，寫出其中1個反應的化學方程式 。 3．（2011.河南?。┰贑u(NO3) 2、A1(NO3) 3和AgNO3伍的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，向濾出的固體上滴加稀硫酸時有氣泡產(chǎn)生。則反應后所得溶液中含有的金屬離子有 ；反應后溶液的質(zhì)量比原混合溶液的質(zhì)量 (填“大”或“小”)；有關反應的化學方程式為 (寫出一個即可)。 4．（2014?茂名）某沿海工業(yè)區(qū)排放的污水中含有少量的Fe2+，Na+，Ca2+，Cu2+，Cl﹣，為了達到零污染的目標，將污水進行如下工業(yè)流程處理： （1）步驟Ⅰ的操作名稱是 ，并寫出步驟Ⅰ中的化學方程式 ． （2）濾渣Ⅰ所含的物質(zhì)是 （填化學式）．,2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O或MgCl2+ Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2 或2FeCl3 +3Ca(OH)2=2Fe(OH)3↓+3CaCl2（2分，有無“↓”不扣分）,中和廢液中的酸,使廢液中的鎂、鐵充分沉淀,Al3+ 和Fe2+,小,過濾,Fe+CuCl2=Cu+FeCl2,Fe和Cu,Fe十2AgNO3＝Fe(NO3) 2+2Ag [或Fe十Cu(NO3) 2＝Fe(NO3) 2+Cu或Fe+H2SO4＝FeSO4十H2↑],專題三 金屬回收與廢水處理,,（3）加入過量NaOH溶液的目的是 ． （4）在濾液Ⅲ中加入鹽酸使得到的溶液呈中性，要使用 來測定溶液的酸堿度，確保鹽酸不過量． B組 5．某?；瘜W實驗室廢液桶中收集了溶解大量FeSO4、CuSO4的廢水，若直接排放到下水道不僅造成重金屬污染而且造成浪費。初三（2）班的同學，準備運用剛學到的“常見金屬活動性順序表”結(jié)合其它有關化學知識對廢水進行處理。 (1)復習常見金屬活動順序表，在下表空格中分別填入對應的元素符號。 (2)設計除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案，討論有關問題：,完全除去Fe2+,pH試紙,Ag,Na,Zn,專題三 金屬回收與廢水處理,,①廢水在加入金屬X前需進行過濾，目的是將其中_______性雜質(zhì)除去。進行過濾的操作所需的儀器有：______、_____、_____、____（請從下圖中選擇合適儀器，并用儀器名稱填寫）。 ②金屬X是 ，其加入廢水后發(fā)生反應的化學方程式為________________________； 溶液Y是 ，利用其除去銅中雜質(zhì)，有關反應的化學方程式為______________________。 ③從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體的操作方法是_____ ______。 6、某化學探究小組的同學從實驗廢液中回收銅，得到的銅樣品中含有少量的鐵粉。為測定樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)，同學們按下述兩種方案分別進行實驗。 (1)請寫出兩個方案中發(fā)生反應的化學方程式 。,不溶,燒杯、 玻璃棒、 鐵架臺、 漏斗,Fe（或鐵）,Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu,稀硫酸,Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑,結(jié)晶（或蒸發(fā)結(jié)晶或冷卻結(jié)晶）,Fe+2HCl == FeCl2+H2↑ Fe+CuSO4 == FeSO4+Cu,專題三 金屬回收與廢水處理,,(2)方案一中反應進行完畢時的現(xiàn)象是 。 (3)用上述兩種方案進行實驗都 (填“能”或“不能”)測得樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)，理由是 。 7．（2012河北）某班同學做驗證鐵、銅、銀的金屬活動性順序的實驗，用到的藥品有鐵絲、銅絲、銀絲、稀硫酸和硫酸銅溶液。實驗結(jié)束后，化學興趣小組的同學欲對該實驗的廢液進行探究，請你一起參與。 【提出問題】廢液中含有什么物質(zhì)? 【交流表達】 （1）小明通過觀察，認為廢液中一定含有硫酸銅。他觀察到的現(xiàn)象是 。 （2）小紅通過分析，認為廢液中一定含有硫酸亞鐵，她的依據(jù)是： 。 【作出猜想】小華認為廢液中還可能含有硫酸。 【實驗驗證】（1）小華測得廢液的pH小于7，證明廢液中含有硫酸。用pH試紙測定溶液pH的方法： 。,反應前沒有對樣品進行稱量,溶液中無氣泡產(chǎn)生,不能,將待測液滴到試紙上，把試紙呈現(xiàn)的顏色與標準比色卡比較，確定 pH,溶液顯藍色,鐵絲與稀硫酸（或硫酸銅溶液）反應生成硫酸亞鐵（或反應生成的硫酸亞鐵不與其他物質(zhì)反應）,專題三 金屬回收與廢水處理,,（2）小明取少量廢液，向其中滴加氫氧化鈉溶液，也得到了相同的結(jié)論。小明的實驗現(xiàn)象是 。 通過分析與實驗，同學們得出廢液中含有硫酸亞鐵、硫酸銅和硫酸。 【拓展應用】 （1）若將廢液中的溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵，應向廢液中加入過量的 。寫出該反應過程中的一個化學方程式 。 （2）反應完全后，過濾，濾渣中物質(zhì)為 ，濾液中溶質(zhì)為硫酸亞鐵。,鐵片（或 Fe、鐵粉、鐵絲等）,Fe + H2SO4＝FeSO4 + H2↑（或 Fe + CuSO4＝FeSO4 + Cu）,鐵和銅（或 Fe 和 Cu）,滴加一定量氫氧化鈉溶液后才有沉淀生成,結(jié) 束,