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废液处理与铜、氧化铁回收的化学流程解析

废液处理与铜、氧化铁回收的化学流程解析

在化学实验与工业生产中,废液的处理和资源回收是一个重要的课题。本文针对某工厂含有氯化铜和氯化亚铁的废液,介绍如何通过化学方法处理并得到铜和氧化铁两种产品,并结合所给流程图回答相关问题。

一、实验原理

废液中的主要成分为CuCl₂和FeCl₂。要得到单质铜,通常加入过量的铁粉,发生置换反应:Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu。过量的铁粉确保氯化铜完全转化为铜,随后通过过滤分离固体(铜和剩余铁),再将固体用盐酸处理以除去过量铁,从而得到纯铜。滤液中含有FeCl₂,可通过后续处理得到氧化铁。

二、问题与解答

(1) 加入过量A物质的目的

A物质是铁粉,加入过量的目的是使废液中的氯化铜完全转化为单质铜,同时保证反应充分进行。过量的铁粉还可以防止生成的铜被氧化,并在后续步骤中用盐酸将其除去。

(2) 操作Ⅰ和Ⅱ的名称及所需玻璃仪器

操作Ⅰ和Ⅱ均为过滤操作。其中除用到烧杯、漏斗和铁架台外,还需要的玻璃仪器是玻璃棒。玻璃棒在过滤中用于引流和转移固体。

(3) 检验C过量的方法

C是盐酸,用于除去固体中过量的铁。检验盐酸是否过量的方法是:取少量上层清液于试管中,滴加紫色石蕊试液,若溶液变红,则说明盐酸过量;或者用pH试纸检验,若pH<7,则说明盐酸过量;也可加入碳酸钠溶液,若有气泡产生则说明盐酸过量。

三、流程图分析(假设简要过程)

  1. 向废液中加入过量铁粉,充分反应。
  2. 进行过滤操作Ⅰ,得到的固体为铜和剩余铁,滤液为FeCl₂溶液。
  3. 向固体中加入过量盐酸,充分反应以除去铁。
  4. 进行过滤操作Ⅱ,得到的固体为纯铜。
  5. 将滤液合并,经过氧化、沉淀、灼烧等步骤可得到氧化铁产品。

四、题目与参考答案

题目: 某工厂废液中含有氯化铜和氯化亚铁。(1)加入过量A物质的目的是_;(2)操作Ⅰ和Ⅱ的名称,其中除用到烧杯、漏斗和铁架台外,还需要的玻璃仪器是;(3)检验C过量的方法是_。

参考答案:
(1) 使废液中的氯化铜完全转化为单质铜(或保证CuCl₂完全反应、充分利用铁粉)
(2) 过滤;玻璃棒
(3) 取少量清液,滴加紫色石蕊试液,若变红则C过量(或使用pH试纸测定pH小于7,或用碳酸钠溶液检验产生气泡等方式)

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更新时间:2026-10-22 19:50:26

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