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]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^-=ZnO₂^2-+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

解：（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．
分析：（1）根据硫化物的K_sp判断；
（2）①抽滤速度较快；二价铁离子能与氧气在碱性条件下水解生成氢氧化铁；
②铁能将三价铁离子还原为二价铁．
点评：本题考查沉淀转化、抽滤和物质的转化，题目难度不大，注意掌握抽滤的仪器及方法．