Question

测得某金属冶炼厂的酸性工业废水中，含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子．按照“变废为宝”的原则，设计

测得某金属冶炼厂的酸性工业废水中，含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子．按照“变废为宝”的原则，设计了如图中的回收流程，要求利用常见的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从该工业废水中回收金、并生产化工原料铁红和氧化铜请你完成下面的问题：（1）流程图中标号处需加入的相应物质分别是：①______；②______；③______；④______；⑤______．（2）写出流程图中①处可能发生的所有反应的离子方程式：______（3）写出流程图中③处发生反应的化学方程式______．

Answer 1

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⁺；
故答案为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺、2Au³⁺+3Fe=2Au+3Fe²⁺；
（3）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，
故答案为：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．