Question

（2009?宿遷模擬）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(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對該廠污水處理的設(shè)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(shè)想（一）：重點是治理污染，低成本除去重金屬離子Zn²⁺、Hg²⁺．
設(shè)想（二）：除去污水中金屬離子，回收綠礬、皓礬（ZnSO₄?7H₂O）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(shè)想（一），甲、乙、丙三位同學(xué)分別對廢水采取以下措施：
甲：加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至10；
乙：加入硫化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至5；
丙：加入硫化亞鐵粉末，攪拌．
你認(rèn)為合理的是

丙

（填“甲”、“乙”或“丙”），理由是

硫化亞鐵成本低，使沉淀轉(zhuǎn)化成HgS、ZnS沉淀而除去

．
（2）研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)設(shè)想（二）設(shè)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

加快過濾速度

，抽濾的主要儀器是

布氏漏斗、吸濾瓶

．
該步驟涉及反應(yīng)的離子方程式有Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O和

4Fe²⁺+O₂+8OH^-+2H₂O=4Fe（OH）₃↓

．
②欲實現(xiàn)步驟Ⅴ，所需加入的試劑有

稀硫酸

、

鐵粉（過量）

，所涉及的主要操作依次為

溶解

、過濾、

重結(jié)晶

．

Answer 1

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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)生成硫酸鐵，硫酸鐵能與過量鐵單質(zhì)反應(yīng)生成二價鐵離子，然后溶解、過濾、重結(jié)晶得到FeSO₄?7H₂O，故答案為：稀硫酸；鐵粉（過量）；溶解；重結(jié)晶．

點評：本題考查沉淀轉(zhuǎn)化、抽濾和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，題目難度不大，注意掌握抽濾的儀器及方法．