Question

6．硫化鈉是重要的化工產品．
（l）某工廠以Na₂S 為原料利用工業(yè)廢液（含 H⁺、Zn²⁺、Cl²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺ ）可制得ZnS，其流程如下；

①步驟（i）所得濾渣中含有鋁元素的物質為Al（OH）₃（填化學式）．
②步驟（i）所加ZnO的作用為調節(jié)pH，除去鐵離子．
③步驟（iii）中得到Cd單質的離子方程式為Zn+Cd²⁺=Cd+Zn²⁺．
（2）廢水中汞常用硫化鈉除去，汞的除去與溶液pH和硫化鈉實際用量與理論用量比值的關系如圖1所示．為使除汞達到最佳效果，應控制條件是x=12，pH介于9～10之間．

（3）電解硫化鈉溶液可生成用途廣泛的多硫化物．如圖2是電解產生多硫化物的實驗裝置：
①已知陽極的反應為xS^2--2xe^-═S_x，則陰極的電極反應式是2H⁺+2e^-=H₂↑．當反應轉移1mol電子時，產生的氣體體積為11.2L （標準狀況下）．
②將Na₂S.9H₂O溶于水中配制硫化物溶液時，通常是在氮氣氣氛下溶解．其原因是2S^2-+O₂+2H₂O=2S↓+4OH^-（用離子反應方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）以Na₂S 為原料利用工業(yè)廢液（含 H⁺、Zn²⁺、Cl²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺ ）制得ZnS，其流程：先沉淀鋁離子，再加入雙氧水，將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入氧化鋅調節(jié)pH，除去鐵離子，向濾液中加入金屬鋅置換出金屬鉻，據此回答判斷試劑的作用即可；
（2）依據圖象中曲線分析，得出汞去除率最佳的PH和x的取值；
（3）①根據電解池的工作原理：陰極上發(fā)生得電子的還原反應，陽極上發(fā)生失去電子的氧化反應來回答；
②硫離子具有強的還原性，易被氧氣氧化為硫單質，據此來回答．

解答 解：（1）以Na₂S 為原料利用工業(yè)廢液（含 H⁺、Zn²⁺、Cl²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺ ）制得ZnS，其流程：先沉淀鋁離子，再加入雙氧水，將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入氧化鋅調節(jié)pH，除去鐵離子，向濾液中加入金屬鋅置換出金屬鉻，
①先沉淀鋁離子，加入試劑，過濾，可以得到含有鋁元素的濾渣，含氫氧化鋁沉淀，故答案為：Al（OH）₃；
②步驟（i）所加ZnO的作用為調節(jié)pH，將鐵離子形成氫氧化鐵沉淀，除去鐵離子，故答案為：調節(jié)pH，除去鐵離子；
③步驟（iii），向濾液中加入金屬鋅置換出金屬鉻，得到Cd單質的離子方程式為Zn+Cd²⁺=Cd+Zn²⁺，故答案為：Zn+Cd²⁺=Cd+Zn²⁺；
（2）依據圖象中曲線分析，汞去除率最佳PH和x的取值是x=12 pH介于9～10之間時汞的去除率最大，接近100%，故答案為：x=12，pH介于9～10之間；
（3）①陰極上是陽離子氫離子發(fā)生得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，當反應轉移1mol電子時，產生的氣體0.5mol，體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；11.2L；
②硫化鈉中的硫離子具有強的還原性，易被氧氣氧化為硫單質，配制時要隔絕氧氣，可用氮氣氣流，即：2S^2-+O₂+2H₂O=2S↓+4OH^-，故答案為：2S^2-+O₂+2H₂O=2S↓+4OH^-．

點評 本題是物質制備的考查題，主要是化學方程式書寫方法、電極反應式的書寫等知識，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．