已知某工业废水中含有大量CuSO4.少量的Hg2+以及部分污泥.通过如图1可从该废水中回收硫酸铜晶体及其它物质．(1)步骤1的主要操作是 .步骤2中需加入某种试剂后再将混合物分离.该试剂是．(2)步骤2中在分离Hg和固体残渣时.在封闭体系中加热.冷凝回收的方法.原因是 (3)步骤2之后在B中加入液体混合物X(稀H2SO4和一种绿色氧化剂).反应方程� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

已知某工业废水中含有大量CuSO₄，少量的Hg²⁺以及部分污泥，通过如图1可从该废水中回收硫酸铜晶体及其它物质．

（1）步骤1的主要操作是

，步骤2中需加入某种试剂后再将混合物分离，该试剂是（填化学式）

．
（2）步骤2中在分离Hg和固体残渣时，在封闭体系中加热、冷凝回收的方法，原因是

（3）步骤2之后在B中加入液体混合物X（稀H₂SO₄和一种绿色氧化剂），反应方程式是

．
（4）在CuSO₄溶液中加入适量KI溶液，有白色沉淀CuI生成，写出反应的离子方程式

．
（5）现以如图2电解池装置电解KI溶液：请回答：电解开始不久时，电解池中的现象是

．

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：流程分析可知，废水通过过滤除去不溶性杂质，得到溶液中加入铜除去汞离子，得到硫酸铜溶液，铜残渣，金属汞，铜加入硫酸酸化的过氧化氢绿色氧化剂氧化铜为硫酸铜；
（1）固体和液体的分离用过滤的方法，Cu的性质比Ag、Hg活泼，应加入过量的Cu，可发生置换反应生成Ag、Hg而可分离出来，注意不能引入新的杂质；
（2）依据汞是易挥发的有毒金属分析；
（3）分析流程可知步骤2加入过量铜和汞离子反应生成汞单质，固体残渣B为铜，加入X是连锁和绿色氧化剂，判断为过氧化氢，硫酸和过氧化氢、铜反应生成硫酸铜和水；
（4）在CuSO₄溶液中加入适量KI溶液，有白色沉淀CuI生成，依据元素化合价变化分析，铜元素化合价+2价变化为+1价做氧化剂，所以需要还原剂应为I^-，被氧化为碘单质，结合电荷守恒书写离子方程式；
（5）依据电解原理分析，溶液中碘离子移向阴极得到电子生成碘单质，阴极附近红色，阳极是铜失电子生成铜离子，电极附近呈蓝色，溶液中会发生氧化还原反应生成碘化亚铜白色沉淀．

解答： 解：（1）步骤1为固体和液体的分离，为过滤操作，Cu的性质比Ag、Hg活泼，应加入过量的Cu，可发生置换反应生成Ag、Hg而可分离出来，注意不能引入新的杂质，所以所加入的试剂应为Cu；
故答案为：过滤；Cu；
（2）汞常温下是液体，易挥发有毒，所以分离Hg和固体残渣时，在封闭体系中加热、冷凝回收的方法；
故答案为：因为Hg有挥发性，且有毒；
（3）步骤2加入过量铜和汞离子反应生成汞单质，固体残渣B为铜，加入X是连锁和绿色氧化剂，判断为过氧化氢，硫酸和过氧化氢、铜反应生成硫酸铜和水；
反应的化学方程式为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O；
故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O；
（4）在CuSO₄溶液中加入适量KI溶液，有白色沉淀CuI生成，依据元素化合价变化分析，铜元素化合价+2价变化为+1价做氧化剂，所以需要还原剂应为I^-，被氧化为碘单质，反应的离子方程式为：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
故答案为：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
（5）分析电解过程结合电解原理可知，溶液中碘离子移向阴极得到电子生成碘单质，阴极附近红色，阳极是铜失电子生成铜离子，电极附近呈蓝色，溶液中会发生氧化还原反应生成碘化亚铜白色沉淀；
故答案为：阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，并在电解池中出现白色沉淀．

点评：本题考查了物质性质的分析，物质提纯的方法应用，电解原理的分析判断，注意物质性质和反应现象的理解，掌握基础是关键，题目难度中等．