Question

某工厂排出的污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子．以下是化学研究性学习小组的同学对该厂污水

某工厂排出的污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子．以下是化学研究性学习小组的同学对该厂污水处理的设想．[资料获悉]部分阳离子以氢氧化物或硫化物形式完全沉淀时溶液的pH及硫化物的KSP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]设想（一）：重点是治理污染，低成本除去重金属离子Zn2+、Hg2+．设想（二）：除去污水中金属离子，回收绿矾、皓矾（ZnSO4?7H2O）和汞．[药 品]NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉．[实验探究]（1）为了实现设想（一），甲、乙、丙三位同学分别对废水采取以下措施：甲：加入NaOH溶液，调节溶液pH至10；乙：加入硫化钠溶液，调节溶液pH至5；丙：加入硫化亚铁粉末，搅拌．你认为合理的是______（填“甲”、“乙”或“丙”），理由是______．（2）研究性学习小组根据设想（二）设计了如图所示的实验方案．请回答：①步骤Ⅲ中抽滤的目的是______，抽滤的主要仪器是______．该步骤涉及反应的离子方程式有Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O和______．②欲实现步骤Ⅴ，所需加入的试剂有______、______，所涉及的主要操作依次为______、过滤、______．

Answer 1

（1）沉淀总是向更难溶的方向转化，加入硫化亚铁，可以生成HgS、ZnS沉淀而除去，故答案为：丙；硫化亚铁成本低，使沉淀转化成HgS、ZnS沉淀而除去；
（2）①抽滤速度较快，抽滤的仪器有：布氏漏斗、吸滤瓶，二价铁离子能与氧气在碱性条件下水解生成氢氧化铁：4Fe²⁺+O₂+8OH^-+2H₂O=4Fe（OH）₃↓，故答案为：加快过滤速度；布氏漏斗、吸滤瓶；4Fe²⁺+O₂+8OH^-+2H₂O=4Fe（OH）₃↓；
②氢氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁能与过量铁单质反应生成二价铁离子，然后溶解、过滤、重结晶得到FeSO₄?7H₂O，故答案为：稀硫酸；铁粉（过量）；溶解；重结晶．