Question

【題目】某工廠排放的廢水中含有Cu2＋、Fe2＋、Hg2＋、H＋等離子，某化學(xué)小組為了充分利用資源和保護(hù)環(huán)境，準(zhǔn)備回收廢水中的銅和汞，同時(shí)得到綠礬。他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

（1）現(xiàn)有儀器：酒精燈、玻璃棒、坩堝、蒸發(fā)皿、蒸餾燒瓶、燒杯、鐵架臺(tái)等，完成步驟Ⅳ的實(shí)驗(yàn)操作還需要選擇的儀器是________(填序號(hào))；

（2）步驟Ⅰ中加入過(guò)量鐵粉的目的是________；步驟Ⅱ中________(填“能”或“不能”)用鹽酸代替硫酸。

（3）步驟Ⅲ的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，加熱裝置應(yīng)與裝置________(填“甲”“乙”或“丙”)連接，理由是_____________

（4）利用氧化銅制取銅有如下四種方案：

方案甲：利用氫氣還原氧化銅；

方案乙：利用一氧化碳還原氧化銅；

方案丙：利用炭粉還原氧化銅；

方案�。合葘⒀趸�銅溶于稀硫酸，然后加入過(guò)量的鐵粉，過(guò)濾，再將濾渣溶于過(guò)量的稀硫酸，再過(guò)濾、洗滌、烘干。從安全角度考慮，方案________(填“甲”“乙”或“丙”，下同)不好；從產(chǎn)品純度考慮，方案________不好。

（5）寫出步驟Ⅰ中涉及反應(yīng)的離子方程式：________________

Answer 1

【答案】B、C 將銅離子、汞離子全部轉(zhuǎn)化成銅和汞 不能 乙 汞易揮發(fā)且有劇毒，汞的密度比水大且不溶于水，也不與水反應(yīng) 甲、乙 丙 Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Hg2＋＋Fe=Hg＋Fe2＋、2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑

【解析】

工廠排放的廢水中含有Cu2+、Fe2+、Hg2+、H+等離子，加入過(guò)量鐵粉，可將Cu2+ Hg2+全部置換出來(lái)，則濾渣含有Fe、Cu、Hg等金屬，濾液中含有Fe2+，濾渣加入稀硫酸，濾液含有Fe2+，濾渣為Cu、Hg，灼燒得到CuO，可分離出Hg，CuO還原可得到Cu，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶可得到綠礬，以此解答該題。

(1)步驟Ⅳ由濾液得到晶體，可進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶以及過(guò)濾等操作，需要酒精燈、玻璃棒、蒸發(fā)皿、坩堝鉗、燒杯、鐵架臺(tái)、三角漏斗等，則完成步驟Ⅳ的實(shí)驗(yàn)操作還需要選擇的儀器是三角漏斗和坩堝鉗，故答案為BC；

(2)步驟Ⅰ中加入過(guò)量鐵粉，可將Cu2+ Hg2+全部置換出來(lái)；步驟Ⅱ中不能用鹽酸代替硫酸，否則引入新雜質(zhì)。

(3)步驟Ⅱ過(guò)濾得到Cu和Hg的混合物，加熱灼燒生成CuO，可分離出Hg，因汞易揮發(fā)且有劇毒，汞的密度比水大且不溶于水，也不與水反應(yīng)，則加熱裝置應(yīng)與乙相連；

(4)氫氣易爆炸，CO有毒，用二者還原銅不安全，用碳粉還原銅，可能混有碳雜質(zhì)，故從安全角度考慮，方案甲、乙不好；從產(chǎn)品純度考慮，方案丙易混有碳雜質(zhì)，故丙不好；

(5)廢水中含有Cu2+、Fe2+、Hg2+、H+等離子，加入過(guò)量鐵粉，可將Cu2+ 、Hg2+全部置換出來(lái)，同時(shí)還生成氫氣，涉及反應(yīng)的離子方程式有Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Hg2＋＋Fe=Hg＋Fe2＋、2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑。