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，从废水中回收金，并生产一定量的绿矾和胆矾。

(1)试剂X是              ，固体C的成份是           

(2)步骤I，II，III均需要进行的操作是           

(3)写出步骤III处发生反应的离子方程式                 ,稀硝酸在此反应中的作用是           , 将此过程收集到的NO与O₂混合得16mL混合气体充满试管后倒扣水中，恢复原状况剩余气体为2mL,则原混合气体中NO的体积是            。

(4)制备胆矾方法有三种:①铜与混酸(稀硫酸和稀硝酸)的反应②铜与浓硫酸的反应③铜与稀硫酸和氧气的反应.请选出你认为的最佳方法,写出此方法的反应化学方程式                           .

Answer

(1)稀硫酸；铜和金；

(2)过滤、洗涤

(3)3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O； 氧化性(剂)；10mL或8mL

(4)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O

【解析】

试题分析：由工艺流程图示知，溶液A为亚铁元素的离子，固体B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，发生的反应为Fe + 2H + ═ Fe2 + + H2↑，2Fe3 + + Fe ═ 3Fe2 + ，Cu2 + + Fe ═ Cu + Fe2 + ，2Au3 + + 3Fe═2Au + 3Fe2 + ；步骤Ⅱ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A溶液相混合；Ⅲ处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开，固体E为金；溶液D为硫酸铜。

(1)根据上述分析，试剂X稀硫酸，固体C是铜和金，故答案为：稀硫酸；铜和金；

(2)步骤I，II，III均失分离固体和溶液，均需要采取过滤并洗涤的方法，故答案为：过滤、洗涤；

(3)步骤III处发生反应的离子方程式为3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，其中稀硝酸是氧化剂，将NO与O2混合得16mL混合气体充满试管后倒扣水中，发生的反应为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，若剩余的2mL为NO时，则发生反应的NO和O2的总体积为：16mL-2mL=14mL，其中反应消耗NO为：14mL×=8mL，则原混合气体中含有NO体积为：8mL+2mL=10mL；若剩余的6mL为氧气时，则发生反应的NO和O2的总体积为：16mL-2mL=14mL，其中反应消耗NO为：14mL×=8mL，故答案为：3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O； 氧化性(剂)；10mL或8mL；

(4) ①铜与混酸(稀硫酸和稀硝酸)的反应，生成一氧化氮气体会污染空气；②铜与浓硫酸的反应生成二氧化硫气体会污染空气；③铜与稀硫酸和氧气的反应，反应的方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O，不会污染空气，因此方法③最佳，故答案为：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。

考点：考查了物质分离和提纯、利用化学方程式的计算、硝酸的化学性质的相关知识。