Question

汞不溶于水，易挥发，易与许多金属形成合金，汞是对人体危害较大的一种金属，据统计世界上有80多种工业以汞为原料，生产过程中产生的汞的污染越来越引起人们的重视，水体中的无机汞主要有Hg²⁺、Hg₂²⁺．
（1）实验时倘若不慎，将汞溅落地面时，可先用涂上X溶液的锌片去粘拾，然后再用足量的X溶液溶解锌片回收汞，X溶液可以是

 

（填试剂名称）．
（2）检测水体中的Hg²⁺可用KI及CuSO₄溶液与其反应生成橙红色Cu₂HgI₄沉淀，用漫反射光谱直接测定汞沉淀物，该反应的离子方程式可表示为：

 

．
（3）冶金厂治理含汞、含硫的烟气并回收汞，中国冶金工作者在研究Hg-I-H₂O系热力学的基础上，查明KI溶液能有效吸收汞，吸收总反应为：2Hg+SO₂+8I^-+4H⁺=2Hg

I

2- 4

+S+2H₂O，最后进行电解吸收液（K₂HgI₄），阴极的电极反应式为：

 

．
（4）国家制定的工业废水排放标准：汞的含量≤0.05mg/L．某合作学习小组的同学拟用硫化钠法处理含汞废水，其步骤为：先将溶液pH调至8～10，然后加入稍过量的硫化钠溶液，最后加入一定量的FeSO₄溶液，过滤后排放．已知：25℃HgS的K_sp=4×10^-52；Hg₂S的K_sp=1.0×10^-47，FeS的K_sp=6.3×10^-18；HgS+Na₂S?Na₂HgS₂（易溶）．
①若操作程序完全正确，且废水中只含无机汞，上述处理后的废水能否达标排放

 

（选填：“能”或“不能”）
②加入FeSO₄溶液的作用是

 

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Answer 1

分析：（1）汞可与锌形成锌汞齐，然后用盐酸或稀硫酸将锌溶解后，即可把汞回收；
（2）Hg²⁺可用KI及CuSO₄溶液与其反应生成橙红色Cu₂HgI₄沉淀和碘单质，依据原子守恒配平；
（3）电解吸收液（K₂HgI₄），阴离子在阳极失电子生成汞，发生氧化反应；
（4）①分析题干信息，结合溶度积常数可知，硫化汞Ksp最小，最后反应生成硫化汞沉淀，依据溶度积常数计算汞离子浓度减小，和国家制定的工业废水排放标准：汞的含量≤0.05mg/L分析比较；
②依据化学反应过程，过量硫化钠需要用硫酸亚铁消耗，同时硫化汞和硫化钠生成Na₂HgS₂（易溶），平衡左移生成硫化汞．

解答：解：（1）实验时倘若不慎，将汞溅落地面时，可先用涂上X溶液的锌片去粘拾，然后再用足量的X溶液溶解锌片回收汞，汞可与锌形成锌汞齐，然后用盐酸或稀硫酸将锌溶解后，即可把汞回收，
故答案为：盐酸或稀硫酸；
（2）Hg²⁺可用KI及CuSO₄溶液与其反应生成橙红色Cu₂HgI₄沉淀和碘单质，依据原子守恒配平得到反应的离子方程式：2Cu²⁺+Hg²⁺+6I^-=Cu₂HgI₄+I₂；
故答案为：2Cu²⁺+Hg²⁺+6I^-=Cu₂HgI₄+I₂；
（3）电解吸收液（K₂HgI₄），阴离子在阳极失电子生成汞，发生氧化反应，电极反应为：HgI₄^2-+2e^-=Hg+4I^-；
故答案为：HgI₄^2-+2e^-=Hg+4I^-；
（4）①分析题干信息，结合溶度积常数可知，硫化汞Ksp最小，最后反应生成硫化汞沉淀，依据溶度积常数计算汞离子浓度Ksp=c（Hg²⁺）×c（S^2-）=4×10^-52，c（Hg²⁺）=2×10^-26mol/L，1L溶液中汞的质量=2×10^-26mol×200g/mol=4×10^-24g=2×10^-21mg，所以共的含量＜0.05mg/L，符合国家制定的工业废水排放标准；
故答案为：能；
②依据化学反应过程，过量硫化钠需要用硫酸亚铁消耗，同时硫化汞和硫化钠生成Na₂HgS₂（易溶），平衡左移生成硫化汞，
故答案为：除去过量的硫化钠，并将Na₂HgS₂ 转化为HgS沉淀；同时做混凝剂．

点评：本题考查了实验室基本操作，氧化还原反应离子方程式书写方法，原电池原理的分析，电极反应书写，沉淀溶解平衡中的试剂作用分析是解题关键，题目难度中等．