何时一江碧水向东流随着工业的发展，金属冶炼厂、化工厂蓬勃发展，流入水域的金属离子也日渐增多。近年来，我们多个水域就曾发生过严重的重金属污染，导致饮用水安全受到威胁，鱼类大幅减少，数以千亩计的农田不能耕种，有相当地域的鱼类、粮食、蔬菜不能食用。流入水中的重金属离子主要有哪些？如何除去这些离子？能否对这些金属进行回收利用？重金属离子常见的有 Cu2+、Fe3＋、Hg2+、Cd2+，这些离子会伴随食物链进入人体内导致中毒，日本的水俣病、痛痛病事件就是由于汞、镉中毒引起的。由于大多数金属阳离子可以与碱反应生成难溶的金属氢氧化物，因此通常将金属离子转化成沉淀除去。案例：某校化学研究性学习小组决定利用所学知识，对该地某化工厂排出的工业废水的治理及回收进行专题探究。通过对排出的工业废水进行取样、检测，发现水中含有 Cu2＋、Fe3＋ 、SO42-、Cl-、H+五种离子。 （1） 研究小组根据检测结果，认为向污水中加入一种物质，就可以同时除去其中的阳离子。该物质是什么？ （2）如何证明滤液中存在硫酸根离子和氯离子？（3）请帮助该化工厂设计一个实验方案将废水中的铜进行回收。 分析：（1）Cu2＋、Fe3 两种金属阳离子均可与碱反应转化成沉淀，H+也可以与碱发生中和反应，因此可向污水中加入熟石灰[Ca(OH)2]将三者同时除去。离子反应方程式分别为： Cu2＋+2OH-=Cu(OH)2↓、Fe3＋+3OH-=Fe(OH)3↓、H++OH-=H2O。 （2）检验溶液中是否有硫酸根离子和氯离子，可分别取滤液于两支试管中，向第 1 支试管中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，证明滤液中含有 Cl-，离子方程式为：Cl-+Ag+=AgCl↓；向第 2 支试管中先加入稀盐酸，若无明显现象，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则证明滤液中含有 SO42-，离子方程式为：SO42-+Ba2+=BaSO4↓。（3）回收利用 Cu2＋主要是将其转化为单质，但 Cu2＋、Fe3＋ 均易与碱反应转化成沉淀，因此不能向污水中直接加入碱。可设计如下方案：发生的主要反应有 Cu2＋+Fe=Cu+Fe2+，2Fe3＋+Fe=3Fe2+,2H++Fe=Fe2++H2↑ 由以上案例可发现，污水治理的关键在于检测污水中含有的离子，选用适当的试剂将其除去或回收利用，这本身就是离子反应在实际生活、生产中的重要应用，树立环保意识、可持续发展意识，方能使一江碧水向东流。 污水 过量铁粉滤渣Cu 、 Fe过滤滤液过量盐酸过滤Cu
