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仅从高考复习层面思考，可发现“重金属污染”跟化学学科有紧密联系，值得大家关注。现选几例新编试题加以剖析，供大家参考。
[例1]下列说法中正确的是（ ）
A．汞、铬、镉、铅、砷及其化合物造成污染都属于重金属污染
B．重金属元素及其化合物都是有毒的，轻金属元素及其化合物没有毒性
C．废旧电池中的汞、镉、铅等重金属盐会造成污染，必须收集统一作深埋处理
D．重金属污染源不多，一般地区不会发生重金属污染
[简析] A 含重金属元素的废弃物品必须收集起来集中处理，但不能跟普通垃圾一样进行深埋处理，否则会造成地下水污染等危害。
[提示]重金属污染主要指含有汞、镉、铬、铅等重金属元素及其化合物，和非金属砷及其化合物对环境的污染。并非所有重金属元素都有毒（如铁、锰等属于人体必需元素），并不是所有轻金属元素都没毒（如锂、铍也有较强毒性）。
[例2]发生水体镉污染，处置人员加入大量石灰和聚氯化铝（也可用聚合硫酸铁，即PFS），PFS的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m（n<5，m<10）。则下列有关说法中错误的是（ ）
A．在元素周期表中，铝元素属于主族元素，铁和镉元素都属于副族元素
B．污染河水中的镉元素可以用原子吸收分光光度法等方法来检测
C．PFS中含有Fe3+、Fe2+离子，投入污染河水中都会转化为氢氧化铁胶体吸附含镉物质
D．工业上可以用铝土矿为原料制取聚氯化铝，可以用赤铁矿为原料制取PFS
[简析] C 元素周期表中，铁元素在第四周期、第VIII族，镉元素在第四周期、第IIB族。原子吸收分光光度法等是确定一些金属元素的常用方法。PFS是碱式硫酸铁，从“[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m”中可计算出其中铁元素的化合价是+3价。
[提示]聚氯化铝、聚氯化铁、聚硫酸铁等都是常用的凝聚剂。在除去废水中含镉等重金属元素时，常先将重金属转化为沉淀，再加这类凝聚剂作吸附剂。
[例3]镍镉电池和锂电池等是手机、电脑、相机等常用的小型可充电电池，铅蓄电池是汽车用常用的可充电电池。这些电池中大多含有汞、镉、铅等重金属元素化合物。
（1）镍镉电池的总化学反应可以表示为：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
镍镉电池放电时，其正极反应为 ，在电池充电时，其阴极周围溶液的pH值不断 （填“减小”或“增大”）；
（2）废旧镍镉电池随意丢弃易造成重金属污染，必须回收后统一处理。工业上集中处理废旧可充电的镍镉电池的方法有：
方法一，先将镍镉电池完全浸入硫酸中，再用小电流电解使镉在阴极沉积。
方法二，先将镍镉电池完全浸入硫酸中，用铝粉分段置换沉淀镉和镍。
废旧镍镉电池浸入硫酸溶液中，发生反应的离子方程式有___________________；根据以上信息判断金属镍和金属镉的活动性强弱为_____________。
方法二中铝粉分段置换时，后阶段发生的的离子方程式为___________________。
（3）在第（2）问方法一中，最后得到的残留溶液中仍会有少量镉离子存在，为了进一步除去其中的镉离子，请提出一种可行的方法_______________________（已知Cd(OH)2的溶度积常数为1.1×10-15）。
[答案]（1）NiO(OH)＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－ 增大
（2）Ni(OH)2＋2H+=Ni2++2H2O Cd(OH)2+2H+=Cd2++2H2O
Cd＋2H+=Cd2++H2↑ NiO(OH)+3H+=Ni3++2H2O
Ni>Cd 3Ni2++2Al=2Al3++3Ni
（3）“加石灰使镉离子转化为难溶的氢氧化镉沉淀”或“用合适的阳离子交换树脂进行离子交换处理”等。
[简析]方法一中，镍镉电池浸入硫酸后溶解生成硫酸镉、硫酸镍混合溶液，小电流电解时使镉在阴极沉积，由此可判断Cd2+离子比Ni2+氧化性强，进而可判断镍的金属活动性比镉强。根据氢氧化镉的溶度积常数可判断氢氧化镉是一种难溶物质，所以可以用中和沉淀法处理冶炼含镉废水和电镀含镉废水。
[提示]中和沉淀法、氧化还原法、离子交换法等是除去重金属污染的常用方法。如Cd2+离子比水中其他离子与阳离子交换树脂有较强的结合力，能优先交换。
[例4]（1）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是（ ）
选项 污染物 处理措施 方法类别
A 废酸 加生石灰中和 物理法
B Cu2+等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法
C 含复杂有机物的废水 通过微生物代谢 物理法
D 碱性的废水 用CO2来中和 化学法
（2）工业废水必须经过处理达到排放标准后才能排放，硫酸工业的废水主要含有微量硫酸、铁离子和铅离子等重金属离子，一般用石灰来除去这些有害成分，原理是____________。
（3）电镀等工业中对含铬废水的处理原理是将Cr2O72-转化为Cr3＋，再将Cr3＋转化为沉淀。废水pH与Cr2O72-转化为Cr3+的关系如图1，实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如图2：
①含铬废水预处理的方法是 。
②在图1“（ ）”中标出电源的正、负极。
③实验中除能观察到废水的颜色发生明显变化外，还可能观察到的其它现象是 。
④当废水颜色不再发生明显变化时，切断电源，取出电极，再调节电解液的pH至8左右。调节pH的目的是 。
⑤含铬废水国家排放标准为Cr(VI)含量≤0.1000mg/L。取上述电解后的废水200.00mL，调节pH＝1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL。已知酸性条件下，I－被Cr2O72－氧化的产物为I2。上述电解法处理后的废水中Cr(VI)的含量______mg/L。
[答案]（1）D
（2）中和硫酸，石灰跟铁离子等反应等形成絮状沉淀有较好的吸附作用，从而除去重金属离子
（3）①调节pH为1左右 ②＋ ③阴极区产生沉淀
④使溶液中的Fe3＋、Cr3＋全部转化为氢氧化物沉淀 ⑤0.0780 mg/L
[简析]第（2）问中，在含有铁离子和铅离子等重金属离子的废水加石灰，目的是调节溶液pH，以利于铁离子和铅离子转化为难溶物质沉淀。
对于第（3）问，观察图1可得出强酸性条件下Cr2O72-转为Cr3+的转化率高，pH>2时转化率就不理想，所以应将废水先酸化处理。要将Cr2O72-转为Cr3+必须加还原剂，观察图2可得出铁棒可在电解过程中生成Fe2+，作为所需要的还原剂，所以铁棒应作电解池的阳极。Fe2+离子进入溶液后，跟Cr2O72-发生氧化还原反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
所以，图2中铁棒应该跟电源正极相连接。待到溶液中Cr2O72-全部转化为Cr3+时，再调节溶液的pH，促使Fe3+和Cr3+离子转化为难溶的氢氧化铬和氢氧化铁沉淀。
[提示]铬的化合物有毒，铬以从消化道进入人体为主，也可经呼吸道进入人体。必须对铬的冶炼、电镀、皮革、染料、制药等工厂所排放的废气和废液进行处理。工业处理含铬废水时，通常要先将Cr(VI)转化为Cr(III)。
[例5]以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。
难溶物 Ksp
Ca3(AsO4)2 6.8×10－19
AlAsO4 1.6×10－16
FeAsO4 5.7×10－21
污染物 H2SO4 As
浓度 28.42 g/L 1.6 g·L－1
排放标准 pH 6～9 0.5 mg·L－1
表1．几种砷酸盐的Ksp 表2．工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题：
（1）该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝ mol·L-1。
（2）写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：Ksp[Ca3(AsO4)2]＝ ，若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10－4mol·L-1，c(AsO43-)的最大是 mol·L-1。
（3）工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H3AsO3弱酸）不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷（H3AsO4弱酸），写出该反应的离子方程式 。
（4）在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为 ；
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为 。
[答案]（1）0.29 （2）c3 (Ca2＋)·c2 (AsO43－) 5.7×10－17
（3）2H＋＋MnO2＋H3AsO3＝H3AsO4＋Mn2＋＋H2O
（4）①CaSO4 ②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时AsO43－浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀
[简析]根据表中“28.42 g/L”可求出废水中硫酸的物质的量浓度。表中可查得AlAsO4的离子积为1.6×10－16 ，FeAsO4的离子积为5.7×10－21，当混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10－4mol·L-1时，溶液中c(AsO43-)的最大值是5.7×10－17mol∙L-1。
溶液中硫酸根离子浓度比较大，投入大量石灰时会容易产生大量的硫酸钙沉淀。由于砷酸是一种弱酸，在酸性溶液中电离程度更小，所以砷酸钙要到弱碱性时才开始沉淀。
[提示]砷和其化合物都是剧毒物质。用锌或铁跟硫酸或盐酸作用制备氢气时，如果原料中有砷杂质时，或工作中没严格按照规程并忽视了预防措施，便可能造成空气污染引起砷化氢中毒。吸入新鲜空气可作为急救措施。
请重视：跟化学学科紧密相关的社会热点往往会成为高考命题热点，高三复习要特别关注并学会从化学视角去审视这类社会热点。
责任编辑 任占华
[例1]下列说法中正确的是（ ）
A．汞、铬、镉、铅、砷及其化合物造成污染都属于重金属污染
B．重金属元素及其化合物都是有毒的，轻金属元素及其化合物没有毒性
C．废旧电池中的汞、镉、铅等重金属盐会造成污染，必须收集统一作深埋处理
D．重金属污染源不多，一般地区不会发生重金属污染
[简析] A 含重金属元素的废弃物品必须收集起来集中处理，但不能跟普通垃圾一样进行深埋处理，否则会造成地下水污染等危害。
[提示]重金属污染主要指含有汞、镉、铬、铅等重金属元素及其化合物，和非金属砷及其化合物对环境的污染。并非所有重金属元素都有毒（如铁、锰等属于人体必需元素），并不是所有轻金属元素都没毒（如锂、铍也有较强毒性）。
[例2]发生水体镉污染，处置人员加入大量石灰和聚氯化铝（也可用聚合硫酸铁，即PFS），PFS的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m（n<5，m<10）。则下列有关说法中错误的是（ ）
A．在元素周期表中，铝元素属于主族元素，铁和镉元素都属于副族元素
B．污染河水中的镉元素可以用原子吸收分光光度法等方法来检测
C．PFS中含有Fe3+、Fe2+离子，投入污染河水中都会转化为氢氧化铁胶体吸附含镉物质
D．工业上可以用铝土矿为原料制取聚氯化铝，可以用赤铁矿为原料制取PFS
[简析] C 元素周期表中，铁元素在第四周期、第VIII族，镉元素在第四周期、第IIB族。原子吸收分光光度法等是确定一些金属元素的常用方法。PFS是碱式硫酸铁，从“[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m”中可计算出其中铁元素的化合价是+3价。
[提示]聚氯化铝、聚氯化铁、聚硫酸铁等都是常用的凝聚剂。在除去废水中含镉等重金属元素时，常先将重金属转化为沉淀，再加这类凝聚剂作吸附剂。
[例3]镍镉电池和锂电池等是手机、电脑、相机等常用的小型可充电电池，铅蓄电池是汽车用常用的可充电电池。这些电池中大多含有汞、镉、铅等重金属元素化合物。
（1）镍镉电池的总化学反应可以表示为：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
镍镉电池放电时，其正极反应为 ，在电池充电时，其阴极周围溶液的pH值不断 （填“减小”或“增大”）；
（2）废旧镍镉电池随意丢弃易造成重金属污染，必须回收后统一处理。工业上集中处理废旧可充电的镍镉电池的方法有：
方法一，先将镍镉电池完全浸入硫酸中，再用小电流电解使镉在阴极沉积。
方法二，先将镍镉电池完全浸入硫酸中，用铝粉分段置换沉淀镉和镍。
废旧镍镉电池浸入硫酸溶液中，发生反应的离子方程式有___________________；根据以上信息判断金属镍和金属镉的活动性强弱为_____________。
方法二中铝粉分段置换时，后阶段发生的的离子方程式为___________________。
（3）在第（2）问方法一中，最后得到的残留溶液中仍会有少量镉离子存在，为了进一步除去其中的镉离子，请提出一种可行的方法_______________________（已知Cd(OH)2的溶度积常数为1.1×10-15）。
[答案]（1）NiO(OH)＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－ 增大
（2）Ni(OH)2＋2H+=Ni2++2H2O Cd(OH)2+2H+=Cd2++2H2O
Cd＋2H+=Cd2++H2↑ NiO(OH)+3H+=Ni3++2H2O
Ni>Cd 3Ni2++2Al=2Al3++3Ni
（3）“加石灰使镉离子转化为难溶的氢氧化镉沉淀”或“用合适的阳离子交换树脂进行离子交换处理”等。
[简析]方法一中，镍镉电池浸入硫酸后溶解生成硫酸镉、硫酸镍混合溶液，小电流电解时使镉在阴极沉积，由此可判断Cd2+离子比Ni2+氧化性强，进而可判断镍的金属活动性比镉强。根据氢氧化镉的溶度积常数可判断氢氧化镉是一种难溶物质，所以可以用中和沉淀法处理冶炼含镉废水和电镀含镉废水。
[提示]中和沉淀法、氧化还原法、离子交换法等是除去重金属污染的常用方法。如Cd2+离子比水中其他离子与阳离子交换树脂有较强的结合力，能优先交换。
[例4]（1）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是（ ）
选项 污染物 处理措施 方法类别
A 废酸 加生石灰中和 物理法
B Cu2+等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法
C 含复杂有机物的废水 通过微生物代谢 物理法
D 碱性的废水 用CO2来中和 化学法
（2）工业废水必须经过处理达到排放标准后才能排放，硫酸工业的废水主要含有微量硫酸、铁离子和铅离子等重金属离子，一般用石灰来除去这些有害成分，原理是____________。
（3）电镀等工业中对含铬废水的处理原理是将Cr2O72-转化为Cr3＋，再将Cr3＋转化为沉淀。废水pH与Cr2O72-转化为Cr3+的关系如图1，实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如图2：
①含铬废水预处理的方法是 。
②在图1“（ ）”中标出电源的正、负极。
③实验中除能观察到废水的颜色发生明显变化外，还可能观察到的其它现象是 。
④当废水颜色不再发生明显变化时，切断电源，取出电极，再调节电解液的pH至8左右。调节pH的目的是 。
⑤含铬废水国家排放标准为Cr(VI)含量≤0.1000mg/L。取上述电解后的废水200.00mL，调节pH＝1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL。已知酸性条件下，I－被Cr2O72－氧化的产物为I2。上述电解法处理后的废水中Cr(VI)的含量______mg/L。
[答案]（1）D
（2）中和硫酸，石灰跟铁离子等反应等形成絮状沉淀有较好的吸附作用，从而除去重金属离子
（3）①调节pH为1左右 ②＋ ③阴极区产生沉淀
④使溶液中的Fe3＋、Cr3＋全部转化为氢氧化物沉淀 ⑤0.0780 mg/L
[简析]第（2）问中，在含有铁离子和铅离子等重金属离子的废水加石灰，目的是调节溶液pH，以利于铁离子和铅离子转化为难溶物质沉淀。
对于第（3）问，观察图1可得出强酸性条件下Cr2O72-转为Cr3+的转化率高，pH>2时转化率就不理想，所以应将废水先酸化处理。要将Cr2O72-转为Cr3+必须加还原剂，观察图2可得出铁棒可在电解过程中生成Fe2+，作为所需要的还原剂，所以铁棒应作电解池的阳极。Fe2+离子进入溶液后，跟Cr2O72-发生氧化还原反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
所以，图2中铁棒应该跟电源正极相连接。待到溶液中Cr2O72-全部转化为Cr3+时，再调节溶液的pH，促使Fe3+和Cr3+离子转化为难溶的氢氧化铬和氢氧化铁沉淀。
[提示]铬的化合物有毒，铬以从消化道进入人体为主，也可经呼吸道进入人体。必须对铬的冶炼、电镀、皮革、染料、制药等工厂所排放的废气和废液进行处理。工业处理含铬废水时，通常要先将Cr(VI)转化为Cr(III)。
[例5]以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。
难溶物 Ksp
Ca3(AsO4)2 6.8×10－19
AlAsO4 1.6×10－16
FeAsO4 5.7×10－21
污染物 H2SO4 As
浓度 28.42 g/L 1.6 g·L－1
排放标准 pH 6～9 0.5 mg·L－1
表1．几种砷酸盐的Ksp 表2．工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题：
（1）该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝ mol·L-1。
（2）写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：Ksp[Ca3(AsO4)2]＝ ，若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10－4mol·L-1，c(AsO43-)的最大是 mol·L-1。
（3）工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H3AsO3弱酸）不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷（H3AsO4弱酸），写出该反应的离子方程式 。
（4）在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为 ；
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为 。
[答案]（1）0.29 （2）c3 (Ca2＋)·c2 (AsO43－) 5.7×10－17
（3）2H＋＋MnO2＋H3AsO3＝H3AsO4＋Mn2＋＋H2O
（4）①CaSO4 ②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时AsO43－浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀
[简析]根据表中“28.42 g/L”可求出废水中硫酸的物质的量浓度。表中可查得AlAsO4的离子积为1.6×10－16 ，FeAsO4的离子积为5.7×10－21，当混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10－4mol·L-1时，溶液中c(AsO43-)的最大值是5.7×10－17mol∙L-1。
溶液中硫酸根离子浓度比较大，投入大量石灰时会容易产生大量的硫酸钙沉淀。由于砷酸是一种弱酸，在酸性溶液中电离程度更小，所以砷酸钙要到弱碱性时才开始沉淀。
[提示]砷和其化合物都是剧毒物质。用锌或铁跟硫酸或盐酸作用制备氢气时，如果原料中有砷杂质时，或工作中没严格按照规程并忽视了预防措施，便可能造成空气污染引起砷化氢中毒。吸入新鲜空气可作为急救措施。
请重视：跟化学学科紧密相关的社会热点往往会成为高考命题热点，高三复习要特别关注并学会从化学视角去审视这类社会热点。
责任编辑 任占华