Question

某�；瘜W(xué)課外活動(dòng)小組積極開展環(huán)保活動(dòng)．他們對(duì)學(xué)校所在地的一所化工廠排出的污水進(jìn)行多次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中含有大量的Zn²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺四種金屬離子，如不處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染．為防止汞污染并回收銅，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：污水

NaOH溶液，過濾

沉淀

△

②

CuO

H2，△

③

Cu
方案二：污水

過量鐵粉，過濾

①

濾渣

△

②

CuO

H2，△

③

Cu
方案三：污水

過量鐵粉，過濾

①

濾渣

稀鹽酸，過濾

②

濾渣

△

③

CuO

H2，△

④

Cu
（1）三種實(shí)驗(yàn)方案中能制得純凈Cu的方案是

方案三

（2）在能制得純凈銅的方案中，實(shí)驗(yàn)上仍會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染（空氣污染）的操作步驟是

③

（選填①、②、③、④），污染的原因是

濾渣中的汞（液態(tài)，附著在銅上）在加熱時(shí)揮發(fā)到空氣中

，改進(jìn)方法是

在加熱裝置上連接一個(gè)冷卻裝置，將汞蒸氣冷凝回收

．

Answer 1

分析：方案一：從污水加入氫氧化鈉后會(huì)生成多種難溶堿，加熱后會(huì)生成多種氧化物分析判斷；
方案二：從污水中加入過量的鐵粉分析濾渣的成分即可；
方案二：從污水中加入過量的鐵粉后得濾渣的成分，再依據(jù)濾渣與鹽酸反應(yīng)后的剩余濾渣的成分進(jìn)行分析判斷；

解答：解：方案一：污水加入氫氧化鈉后會(huì)生成多種難溶堿，主要有氫氧化鐵、氫氧化鋅和氫氧化銅等，因?yàn)檫@三種沉淀加熱后均會(huì)分解生成氧化物和水，所以不能得到純凈的氧化銅，更不能得到純凈的銅．
方案二：由于鐵的活動(dòng)性比銅和汞都強(qiáng)，所以污水中加入過量的鐵粉時(shí)濾渣的成分除銅、汞外還含有剩余的鐵，所以加熱濾渣不會(huì)得到純凈的氧化銅，故也不能得到純凈的銅；
方案二：由于鐵的活動(dòng)性比銅和汞都強(qiáng)，所以污水中加入過量的鐵粉后得濾渣的成分主要是銅、汞和剩余的鐵，濾渣中銅汞不能與與鹽酸反應(yīng)，而鐵能反應(yīng)，此時(shí)濾渣就變成了銅與汞的混合物，加熱汞轉(zhuǎn)化成汞蒸氣揮發(fā)出來，銅與氧氣反應(yīng)生成了氧化銅，氧化銅采用氫氣還原可得純凈的銅；
從該過程可以看出該步驟中③是汞的污染環(huán)節(jié)，要想防止汞污染的產(chǎn)生就得需要對(duì)汞蒸氣進(jìn)行處理，以防止汞蒸氣揮發(fā)到空氣中導(dǎo)致污染；
故答案為（1）方案三；
（2）③；濾渣中的汞（液態(tài)，附著在銅上）在加熱時(shí)揮發(fā)到空氣中；  在加熱裝置上連接一個(gè)冷卻裝置，將汞蒸氣冷凝回收；

點(diǎn)評(píng)：此題是一道實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)題，解題的關(guān)鍵是要知道實(shí)驗(yàn)方案中設(shè)計(jì)目的可行性，并結(jié)合環(huán)保要求對(duì)污染進(jìn)行處理的方法．