Question

某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。

填写下面空白。

（1）图中标号处需加入的相应物质分别是①        、②         、③         、④        、⑤         ；

（2）写出①处发生反应的离子方程式                    ；写出③处发生反应的化学方程式                         ；

（3）铁红的化学式为              ；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红               ；氧化铜               。

Answer

（1）由铁屑；稀硫酸；稀硝酸；氢氧化钠；氢氧化钠；

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

2Au3++3Fe=2Au+3Fe2+；3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

（3）Fe2O3；用作红色涂料；用作制造铜盐的原料。

【解析】

试题分析：由工艺流程图示知，E为铁元素的离子，而A为铜、金的单质，通过过滤将铁元素与活泼性比它弱的铜、金分离出来，因此①处加入的物质为铁屑，发生的反应为Fe+2H+═Fe2++H2↑，2Fe3++Fe═3Fe2+，Cu2++Fe═Cu+Fe2+，2Au3++3Fe═2Au+3Fe2+；②处加入稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑，并将过滤后的硫酸亚铁溶液与含Fe2+的E溶液相混合；③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开；④处将得到的铜离子用氢氧化钠转化为氢氧化铜沉淀，从而再受热分解为氧化铜；⑤处加入氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解为铁红(氧化铁)。

（1）由以上分析可知①铁屑；②稀硫酸；③稀硝酸；④氢氧化钠；⑤氢氧化钠，故答案为：铁屑；稀硫酸；稀硝酸；氢氧化钠；氢氧化钠；

（2）①处加入的物质为铁屑，发生的反应为Fe + 2H + .═ Fe2 + + H2↑，2Fe3 + + Fe ═ 3Fe2 + ，Cu2 + + Fe ═ Cu + Fe2 + ，2Au3 + + 3Fe ═ 2Au + 3Fe2 + ；③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开，反应的化学方程式为3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O；

（3）⑤处加入氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解为铁红，常用作红色涂料，氧化铜常用作制造铜盐的原料，故答案为：Fe2O3；用作红色涂料；用作制造铜盐的原料。

考点：考查了金属及其化合物的综合应用的相关知识。