Question

汞不溶于水，易揮發，易與許多金屬形成合金，汞是對人體危害較大的一種金屬，據統計世界上有80多種工業以汞為原料，生產過程中產生的汞的污染越來越引起人們的重視，水體中的無機汞主要有Hg²⁺、Hg₂²⁺．
（1）實驗時倘若不慎，將汞濺落地面時，可先用涂上X溶液的鋅片去粘拾，然后再用足量的X溶液溶解鋅片回收汞，X溶液可以是

 

（填試劑名稱）．
（2）檢測水體中的Hg²⁺可用KI及CuSO₄溶液與其反應生成橙紅色Cu₂HgI₄沉淀，用漫反射光譜直接測定汞沉淀物，該反應的離子方程式可表示為：

 

．
（3）冶金廠治理含汞、含硫的煙氣并回收汞，中國冶金工作者在研究Hg-I-H₂O系熱力學的基礎上，查明KI溶液能有效吸收汞，吸收總反應為：2Hg+SO₂+8I^-+4H⁺=2Hg

I

2- 4

+S+2H₂O，最后進行電解吸收液（K₂HgI₄），陰極的電極反應式為：

 

．
（4）國家制定的工業廢水排放標準：汞的含量≤0.05mg/L．某合作學習小組的同學擬用硫化鈉法處理含汞廢水，其步驟為：先將溶液pH調至8～10，然后加入稍過量的硫化鈉溶液，最后加入一定量的FeSO₄溶液，過濾后排放．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若操作程序完全正確，且廢水中只含無機汞，上述處理后的廢水能否達標排放

 

（選填：“能”或“不能”）
②加入FeSO₄溶液的作用是

 

．

Answer 1

分析：（1）汞可與鋅形成鋅汞齊，然后用鹽酸或稀硫酸將鋅溶解后，即可把汞回收；
（2）Hg²⁺可用KI及CuSO₄溶液與其反應生成橙紅色Cu₂HgI₄沉淀和碘單質，依據原子守恒配平；
（3）電解吸收液（K₂HgI₄），陰離子在陽極失電子生成汞，發生氧化反應；
（4）①分析題干信息，結合溶度積常數可知，硫化汞Ksp最小，最后反應生成硫化汞沉淀，依據溶度積常數計算汞離子濃度減小，和國家制定的工業廢水排放標準：汞的含量≤0.05mg/L分析比較；
②依據化學反應過程，過量硫化鈉需要用硫酸亞鐵消耗，同時硫化汞和硫化鈉生成Na₂HgS₂（易溶），平衡左移生成硫化汞．

解答：解：（1）實驗時倘若不慎，將汞濺落地面時，可先用涂上X溶液的鋅片去粘拾，然后再用足量的X溶液溶解鋅片回收汞，汞可與鋅形成鋅汞齊，然后用鹽酸或稀硫酸將鋅溶解后，即可把汞回收，
故答案為：鹽酸或稀硫酸；
（2）Hg²⁺可用KI及CuSO₄溶液與其反應生成橙紅色Cu₂HgI₄沉淀和碘單質，依據原子守恒配平得到反應的離子方程式：2Cu²⁺+Hg²⁺+6I^-=Cu₂HgI₄+I₂；
故答案為：2Cu²⁺+Hg²⁺+6I^-=Cu₂HgI₄+I₂；
（3）電解吸收液（K₂HgI₄），陰離子在陽極失電子生成汞，發生氧化反應，電極反應為：HgI₄^2-+2e^-=Hg+4I^-；
故答案為：HgI₄^2-+2e^-=Hg+4I^-；
（4）①分析題干信息，結合溶度積常數可知，硫化汞Ksp最小，最后反應生成硫化汞沉淀，依據溶度積常數計算汞離子濃度Ksp=c（Hg²⁺）×c（S^2-）=4×10^-52，c（Hg²⁺）=2×10^-26mol/L，1L溶液中汞的質量=2×10^-26mol×200g/mol=4×10^-24g=2×10^-21mg，所以共的含量＜0.05mg/L，符合國家制定的工業廢水排放標準；
故答案為：能；
②依據化學反應過程，過量硫化鈉需要用硫酸亞鐵消耗，同時硫化汞和硫化鈉生成Na₂HgS₂（易溶），平衡左移生成硫化汞，
故答案為：除去過量的硫化鈉，并將Na₂HgS₂ 轉化為HgS沉淀；同時做混凝劑．

點評：本題考查了實驗室基本操作，氧化還原反應離子方程式書寫方法，原電池原理的分析，電極反應書寫，沉淀溶解平衡中的試劑作用分析是解題關鍵，題目難度中等．