Question

某化工廠排放的污水中含有Zn²⁺、Hg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺等四種離子．某學(xué)生利用實驗室可以提供的藥品和儀器，綜合考慮有關(guān)因素（如反應(yīng)速率、經(jīng)濟效益、環(huán)境保護等），設(shè)計從該污水中回收金屬銀的

實驗室可以提供的藥品：鋅粉、銅粉、鐵粉、稀鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈉溶液；可以提供的儀器：試管、燒杯、導(dǎo)管、鐵架臺（包括鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)等）、酒精燈、U形管、啟普發(fā)生器等．試填寫下列空白：
（1）第①、②步操作中需要的藥品為：①

 

；②

 

．
（2）第③步操作的儀器必須連接

 

裝置，理由是

 

．
（3）第④步操作必須的玻璃儀器為

 

，實驗過程中發(fā)生的主要現(xiàn)象是

 

．反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（4）第④步操作開始時應(yīng)該

 

，結(jié)束時應(yīng)該

 

．實驗過程中對多余氫氣的處理方法是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：銀是不活潑的金屬，可以用活潑的金屬從溶液中置換出來，由于汞也不活潑，因此固體殘渣中一定含有汞，雖然汞易揮發(fā)，但汞蒸汽有毒．所以在加熱回收時必須加一個冷凝裝置．因為加熱時銀將變成氧化銀，所以需要用氫氣還原．
（1）根據(jù)反應(yīng)的原理和目的確定用到的試劑；
（2）汞易揮發(fā)，但汞蒸汽有毒；
（3）加熱時銀將變成氧化銀，所以需要用氫氣還原，可以得到金屬銀；
（4）氫氣還原金屬氧化物中的金屬時，實驗順序是：先通氫氣，后點燈，試管冷卻再停止通入氫氣．

解答： 解：銀、汞是不活潑的金屬，可以用活潑的金屬鐵將金屬從溶液中置換出來，但是金屬汞易揮發(fā)，汞蒸汽有毒，所以在加熱回收金屬銀的時候必須加一個冷凝裝置，將生成的金屬汞冷卻，此外因為加熱時銀將變成氧化銀，所以需要用氫氣還原來獲得金屬銀．
（1）銀、汞是不活潑的金屬，可以用活潑的金屬鐵將金屬從溶液中置換出來，即①操作的試劑是金屬鐵，然后過濾得到的濾渣含有金屬銀、汞以及剩余的金屬鐵，再加入稀鹽酸或是稀硫酸過濾，即可以將金屬銀和金屬汞濾出，即操作③的試劑是稀鹽酸或稀硫酸，故答案為：鐵粉；稀鹽酸或稀硫酸；
（2）汞易揮發(fā)，但汞蒸汽有毒，第③步加熱使汞和銀分離實驗儀器必須連接冷卻回收，回收金屬汞，防止汞蒸氣污染環(huán)境，故答案為：冷卻回收；回收金屬汞，防止汞蒸氣污染環(huán)境；
（3）加熱時銀將變成氧化銀，所以需要用氫氣還原，操作必須的玻璃儀器為試管、導(dǎo)管、酒精燈，發(fā)生反應(yīng)：H₂+Ag₂O

△   .

2Ag+H₂O，現(xiàn)象是：棕褐色固體變?yōu)殂y白色，試管口有水滴，故答案為：試管、導(dǎo)管、酒精燈；棕褐色固體變?yōu)殂y白色，試管口有水滴；H₂+Ag₂O

△   .

2Ag+H₂O；
（4）氫氣還原金屬氧化物中的金屬時，實驗順序是：先通氫氣，后點燈，將裝置中的空氣排凈，防止金屬銀和氧氣發(fā)生反應(yīng)，試管冷卻再停止通入氫氣，防止試管驟然冷卻炸裂試管，氫氣的尾氣處理可以采用點燃法，故答案為：先通H₂，待H₂充滿試管后，再加熱；先停止加熱，繼續(xù)通H₂，待試管冷卻后停止通H₂；點燃．

點評：本題主要考查混合物的分離除雜質(zhì)知識，對于汞的易揮發(fā)而引起的環(huán)境污染，要充分注意，是一道化學(xué)和生活聯(lián)系密切的題目，難度不大．