Question

某工廠排出的污水中含有大量的Fe²⁺、Zn²⁺、Hg²⁺三種金屬離子．以下是化學研究性學習小組的同學對該廠污水處理的設想．
[資料獲悉]部分陽離子以氫氧化物或硫化物形式完全沉淀時溶液的pH及硫化物的K_SP如下表所示．

沉淀物	Fe（OH）2	Zn（OH）2	Hg（OH）2
沉淀完全的pH	9.7	8.0	5.3
沉淀物	FeS	ZnS	HgS
沉淀完全的pH	≥4.92	≥2.72	≥2.5
KSP	3.7×10-19	1.2×10-23	4×10-53

[探究思路]設想（一）：重點是治理污染，低成本除去重金屬離子Zn²⁺、Hg²⁺．
設想（二）：除去污水中金屬離子，回收綠礬、皓礬和汞．
[藥  品]NaOH溶液、硫化鈉溶液、硫化亞鐵、稀硫酸、鐵粉．
[實驗探究]（1）為了實現(xiàn)設想（一），甲、乙、丙三位同學分別對廢水采取以下措施：
甲：加入NaOH溶液，調節(jié)溶液pH至10；
乙：加入硫化鈉溶液，調節(jié)溶液pH至5；
丙：加入硫化亞鐵粉末，攪拌．
你認為合理的是______（填“甲”、“乙”或“丙”），理由是______．
（2）研究性學習小組根據(jù)設想（二）設計了如圖所示的實驗方案．

請回答：
①步驟Ⅲ中抽濾的目的是______，抽濾的主要儀器是______．
該步驟涉及反應的離子方程式有Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O和______．
②欲實現(xiàn)步驟Ⅴ，所需加入的試劑有______、______，所涉及的主要操作依次為______、過濾、______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)硫化物的K_sp判斷；
（2）①抽濾速度較快；二價鐵離子能與氧氣在堿性條件下水解生成氫氧化鐵；
②鐵能將三價鐵離子還原為二價鐵．
解答：解：（1）沉淀總是向更難溶的方向轉化，加入硫化亞鐵，可以生成HgS、ZnS沉淀而除去，故答案為：丙；硫化亞鐵成本低，使沉淀轉化成HgS、ZnS沉淀而除去；
（2）①抽濾速度較快，抽濾的儀器有：布氏漏斗、吸濾瓶，二價鐵離子能與氧氣在堿性條件下水解生成氫氧化鐵：4Fe²⁺+O₂+8OH^-+2H₂O=4Fe（OH）₃↓，故答案為：加快過濾速度；布氏漏斗、吸濾瓶；4Fe²⁺+O₂+8OH^-+2H₂O=4Fe（OH）₃↓；
②氫氧化鐵能與稀硫酸反應生成硫酸鐵，硫酸鐵能與過量鐵單質反應生成二價鐵離子，然后溶解、過濾、重結晶得到FeSO₄?7H₂O，故答案為：稀硫酸；鐵粉（過量）；溶解；重結晶．
點評：本題考查沉淀轉化、抽濾和物質的轉化，題目難度不大，注意掌握抽濾的儀器及方法．