题目内容
某校化学课外活动小组积极开展环保活动.他们对学校所在地的一所化工厂排出的污水进行多次检测,发现其中含有大量的Zn2+、Hg2+、Fe3+、Cu2+四种金属离子,如不处理会对环境造成污染.为防止汞污染并回收铜,同学们设计了如下的实验方案:
方案一:污水
沉淀
CuO
Cu
方案二:污水
滤渣
CuO
Cu
方案三:污水
滤渣
滤渣
CuO
Cu
(1)三种实验方案中能制得纯净Cu的方案是
(2)在能制得纯净铜的方案中,实验上仍会导致环境污染(空气污染)的操作步骤是
方案一:污水
NaOH溶液,过滤 |
△ |
② |
H2,△ |
③ |
方案二:污水
过量铁粉,过滤 |
① |
△ |
② |
H2,△ |
③ |
方案三:污水
过量铁粉,过滤 |
① |
稀盐酸,过滤 |
② |
△ |
③ |
H2,△ |
④ |
(1)三种实验方案中能制得纯净Cu的方案是
方案三
方案三
(2)在能制得纯净铜的方案中,实验上仍会导致环境污染(空气污染)的操作步骤是
③
③
(选填①、②、③、④),污染的原因是滤渣中的汞(液态,附着在铜上)在加热时挥发到空气中
滤渣中的汞(液态,附着在铜上)在加热时挥发到空气中
,改进方法是在加热装置上连接一个冷却装置,将汞蒸气冷凝回收
在加热装置上连接一个冷却装置,将汞蒸气冷凝回收
.分析:方案一:从污水加入氢氧化钠后会生成多种难溶碱,加热后会生成多种氧化物分析判断;
方案二:从污水中加入过量的铁粉分析滤渣的成分即可;
方案二:从污水中加入过量的铁粉后得滤渣的成分,再依据滤渣与盐酸反应后的剩余滤渣的成分进行分析判断;
方案二:从污水中加入过量的铁粉分析滤渣的成分即可;
方案二:从污水中加入过量的铁粉后得滤渣的成分,再依据滤渣与盐酸反应后的剩余滤渣的成分进行分析判断;
解答:解:方案一:污水加入氢氧化钠后会生成多种难溶碱,主要有氢氧化铁、氢氧化锌和氢氧化铜等,因为这三种沉淀加热后均会分解生成氧化物和水,所以不能得到纯净的氧化铜,更不能得到纯净的铜.
方案二:由于铁的活动性比铜和汞都强,所以污水中加入过量的铁粉时滤渣的成分除铜、汞外还含有剩余的铁,所以加热滤渣不会得到纯净的氧化铜,故也不能得到纯净的铜;
方案二:由于铁的活动性比铜和汞都强,所以污水中加入过量的铁粉后得滤渣的成分主要是铜、汞和剩余的铁,滤渣中铜汞不能与与盐酸反应,而铁能反应,此时滤渣就变成了铜与汞的混合物,加热汞转化成汞蒸气挥发出来,铜与氧气反应生成了氧化铜,氧化铜采用氢气还原可得纯净的铜;
从该过程可以看出该步骤中③是汞的污染环节,要想防止汞污染的产生就得需要对汞蒸气进行处理,以防止汞蒸气挥发到空气中导致污染;
故答案为(1)方案三;
(2)③;滤渣中的汞(液态,附着在铜上)在加热时挥发到空气中; 在加热装置上连接一个冷却装置,将汞蒸气冷凝回收;
方案二:由于铁的活动性比铜和汞都强,所以污水中加入过量的铁粉时滤渣的成分除铜、汞外还含有剩余的铁,所以加热滤渣不会得到纯净的氧化铜,故也不能得到纯净的铜;
方案二:由于铁的活动性比铜和汞都强,所以污水中加入过量的铁粉后得滤渣的成分主要是铜、汞和剩余的铁,滤渣中铜汞不能与与盐酸反应,而铁能反应,此时滤渣就变成了铜与汞的混合物,加热汞转化成汞蒸气挥发出来,铜与氧气反应生成了氧化铜,氧化铜采用氢气还原可得纯净的铜;
从该过程可以看出该步骤中③是汞的污染环节,要想防止汞污染的产生就得需要对汞蒸气进行处理,以防止汞蒸气挥发到空气中导致污染;
故答案为(1)方案三;
(2)③;滤渣中的汞(液态,附着在铜上)在加热时挥发到空气中; 在加热装置上连接一个冷却装置,将汞蒸气冷凝回收;
点评:此题是一道实验方案设计题,解题的关键是要知道实验方案中设计目的可行性,并结合环保要求对污染进行处理的方法.
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