Question

已知某工業(yè)廢水中含有大量CuSO₄，少量的Hg²⁺以及部分污泥，通過如圖1可從該廢水中回收硫酸銅晶體及其它物質(zhì)．

（1）步驟1的主要操作是

 

，步驟2中需加入某種試劑后再將混合物分離，該試劑是（填化學(xué)式）

 

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（2）步驟2中在分離Hg和固體殘?jiān)鼤r(shí)，在封閉體系中加熱、冷凝回收的方法，原因是

 

（3）步驟2之后在B中加入液體混合物X（稀H₂SO₄和一種綠色氧化劑），反應(yīng)方程式是

 

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（4）在CuSO₄溶液中加入適量KI溶液，有白色沉淀CuI生成，寫出反應(yīng)的離子方程式

 

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（5）現(xiàn)以如圖2電解池裝置電解KI溶液：請(qǐng)回答：電解開始不久時(shí)，電解池中的現(xiàn)象是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：流程分析可知，廢水通過過濾除去不溶性雜質(zhì)，得到溶液中加入銅除去汞離子，得到硫酸銅溶液，銅殘?jiān)�，金屬汞，銅加入硫酸酸化的過氧化氫綠色氧化劑氧化銅為硫酸銅；
（1）固體和液體的分離用過濾的方法，Cu的性質(zhì)比Ag、Hg活潑，應(yīng)加入過量的Cu，可發(fā)生置換反應(yīng)生成Ag、Hg而可分離出來，注意不能引入新的雜質(zhì)；
（2）依據(jù)汞是易揮發(fā)的有毒金屬分析；
（3）分析流程可知步驟2加入過量銅和汞離子反應(yīng)生成汞單質(zhì)，固體殘?jiān)麭為銅，加入X是連鎖和綠色氧化劑，判斷為過氧化氫，硫酸和過氧化氫、銅反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（4）在CuSO₄溶液中加入適量KI溶液，有白色沉淀CuI生成，依據(jù)元素化合價(jià)變化分析，銅元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+1價(jià)做氧化劑，所以需要還原劑應(yīng)為I^-，被氧化為碘單質(zhì)，結(jié)合電荷守恒書寫離子方程式；
（5）依據(jù)電解原理分析，溶液中碘離子移向陰極得到電子生成碘單質(zhì)，陰極附近紅色，陽極是銅失電子生成銅離子，電極附近呈藍(lán)色，溶液中會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘化亞銅白色沉淀．

解答： 解：（1）步驟1為固體和液體的分離，為過濾操作，Cu的性質(zhì)比Ag、Hg活潑，應(yīng)加入過量的Cu，可發(fā)生置換反應(yīng)生成Ag、Hg而可分離出來，注意不能引入新的雜質(zhì)，所以所加入的試劑應(yīng)為Cu；
故答案為：過濾；Cu；
（2）汞常溫下是液體，易揮發(fā)有毒，所以分離Hg和固體殘?jiān)鼤r(shí)，在封閉體系中加熱、冷凝回收的方法；
故答案為：因?yàn)镠g有揮發(fā)性，且有毒；
（3）步驟2加入過量銅和汞離子反應(yīng)生成汞單質(zhì)，固體殘?jiān)麭為銅，加入X是連鎖和綠色氧化劑，判斷為過氧化氫，硫酸和過氧化氫、銅反應(yīng)生成硫酸銅和水；
反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O；
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O；
（4）在CuSO₄溶液中加入適量KI溶液，有白色沉淀CuI生成，依據(jù)元素化合價(jià)變化分析，銅元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+1價(jià)做氧化劑，所以需要還原劑應(yīng)為I^-，被氧化為碘單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
故答案為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
（5）分析電解過程結(jié)合電解原理可知，溶液中碘離子移向陰極得到電子生成碘單質(zhì)，陰極附近紅色，陽極是銅失電子生成銅離子，電極附近呈藍(lán)色，溶液中會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘化亞銅白色沉淀；
故答案為：陰極區(qū)溶液呈紅色，而陽極區(qū)溶液呈藍(lán)色，并在電解池中出現(xiàn)白色沉淀．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析，物質(zhì)提純的方法應(yīng)用，電解原理的分析判斷，注意物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象的理解，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．