Question

某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Cu^2＋、Cl^－。该厂利用如图所示的工艺流程图，利用常见的气体氧化物、酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、NaCl晶体和金属铜，产生了很好的社会经济效益。

请填写下列空白：

(1)图中试剂1是________，试剂2是________。

(2)步骤1和步骤2所用到的玻璃仪器是________。

(3)步骤1反应的离子方程式为__________________________________。

(4)步骤3反应的离子方程式为__________________________________。

(5)从节约药品和环保方面考虑，步骤5所发生反应的离子方程式应为____________________________。

Answer

(1)废铁屑 稀盐酸

(2)漏斗、玻璃棒、烧杯

(3)Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋，Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑

(4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O

(5)AlO2＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3—

【解析】所加试剂的关键是有效地将Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－分离并得到相应产品。若试剂1为足量的废铁屑，Fe与Cu2＋、Fe3＋、H＋反应经过滤后得到含有Fe、Cu的沉淀A，向Fe、Cu混合物中加入足量的稀盐酸得到Cu和FeCl2，FeCl2再与H2O2反应得到FeCl3：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。溶液A中含有Na＋、Al3＋、Fe2＋、Cl－，利用Al(OH)3的两性实现Fe2＋、Al3＋的分离，所以试剂3为过量的NaOH溶液，沉淀C为Fe(OH)2，其与盐酸反应生成FeCl2，再经步骤3可得FeCl3，溶液C为NaCl、NaOH、NaAlO2的混合液，向该溶液中通入过量的廉价CO2，可将AlO2—Al(OH)3沉淀，将得到的Al(OH)3沉淀加热即得到Al2O3，所得溶液D中含有NaCl、NaHCO3，再用盐酸调节其pH得到NaCl溶液，NaCl溶液经蒸发、结晶得到NaCl晶体。