Question

某化工厂排放的污水中含有Zn²⁺、Hg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺等四种离子．某学生利用实验室可以提供的药品和仪器，综合考虑有关因素（如反应速率、经济效益、环境保护等），设计从该污水中回收金属银的

实验室可以提供的药品：锌粉、铜粉、铁粉、稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液；可以提供的仪器：试管、烧杯、导管、铁架台（包括铁夹、铁圈、石棉网等）、酒精灯、U形管、启普发生器等．试填写下列空白：
（1）第①、②步操作中需要的药品为：①

 

；②

 

．
（2）第③步操作的仪器必须连接

 

装置，理由是

 

．
（3）第④步操作必须的玻璃仪器为

 

，实验过程中发生的主要现象是

 

．反应的化学方程式

 

．
（4）第④步操作开始时应该

 

，结束时应该

 

．实验过程中对多余氢气的处理方法是

 

．

Answer 1

考点：物质的分离、提纯的基本方法选择与应用,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：银是不活泼的金属，可以用活泼的金属从溶液中置换出来，由于汞也不活泼，因此固体残渣中一定含有汞，虽然汞易挥发，但汞蒸汽有毒．所以在加热回收时必须加一个冷凝装置．因为加热时银将变成氧化银，所以需要用氢气还原．
（1）根据反应的原理和目的确定用到的试剂；
（2）汞易挥发，但汞蒸汽有毒；
（3）加热时银将变成氧化银，所以需要用氢气还原，可以得到金属银；
（4）氢气还原金属氧化物中的金属时，实验顺序是：先通氢气，后点灯，试管冷却再停止通入氢气．

解答： 解：银、汞是不活泼的金属，可以用活泼的金属铁将金属从溶液中置换出来，但是金属汞易挥发，汞蒸汽有毒，所以在加热回收金属银的时候必须加一个冷凝装置，将生成的金属汞冷却，此外因为加热时银将变成氧化银，所以需要用氢气还原来获得金属银．
（1）银、汞是不活泼的金属，可以用活泼的金属铁将金属从溶液中置换出来，即①操作的试剂是金属铁，然后过滤得到的滤渣含有金属银、汞以及剩余的金属铁，再加入稀盐酸或是稀硫酸过滤，即可以将金属银和金属汞滤出，即操作③的试剂是稀盐酸或稀硫酸，故答案为：铁粉；稀盐酸或稀硫酸；
（2）汞易挥发，但汞蒸汽有毒，第③步加热使汞和银分离实验仪器必须连接冷却回收，回收金属汞，防止汞蒸气污染环境，故答案为：冷却回收；回收金属汞，防止汞蒸气污染环境；
（3）加热时银将变成氧化银，所以需要用氢气还原，操作必须的玻璃仪器为试管、导管、酒精灯，发生反应：H₂+Ag₂O

△   .

2Ag+H₂O，现象是：棕褐色固体变为银白色，试管口有水滴，故答案为：试管、导管、酒精灯；棕褐色固体变为银白色，试管口有水滴；H₂+Ag₂O

△   .

2Ag+H₂O；
（4）氢气还原金属氧化物中的金属时，实验顺序是：先通氢气，后点灯，将装置中的空气排净，防止金属银和氧气发生反应，试管冷却再停止通入氢气，防止试管骤然冷却炸裂试管，氢气的尾气处理可以采用点燃法，故答案为：先通H₂，待H₂充满试管后，再加热；先停止加热，继续通H₂，待试管冷却后停止通H₂；点燃．

点评：本题主要考查混合物的分离除杂质知识，对于汞的易挥发而引起的环境污染，要充分注意，是一道化学和生活联系密切的题目，难度不大．