题目内容
某工厂排出的污水中含有大量的Fe2＋、Zn2＋、Hg2＋三种金属离子。以下是某化学研究性学习小组的同学设计的除去污水中的金属离子，回收绿矾、皓矾(ZnSO4·7H2O)和汞的方案。
[药品] NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉
[实验方案]
[问题探究]
（1）步骤Ⅱ所发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
（2）步骤Ⅲ中的抽滤为减压条件下的过滤，可以加快过滤速度；该步骤涉及反应的离子方程式有Zn2＋＋4OH－=ZnO22-＋2H2O和________________。
（3）步骤Ⅵ中得到硫酸锌溶液的离子反应方程式为______________________________。
（4）欲实现步骤Ⅴ，所需加入的试剂有________、________，所涉及的主要操作依次为______________________。
（5）步骤Ⅳ常用的方法是加热，该步骤是否对环境有影响？__________(填“是”或“否”)，如有影响，请你设计一个环境保护方案来实现步骤Ⅳ的反应________________________。
（1）FeS＋2H＋=Fe2＋＋H2S↑，ZnS＋2H＋=Zn2＋＋H2S↑
（2）4Fe2＋＋O2＋8OH－＋2H2O=4Fe(OH)3↓
（3）ZnO22-＋4H＋=Zn2＋＋2H2O
（4）稀硫酸 铁粉 过滤、浓缩结晶、过滤
（5） 是 在密闭容器中加热HgS
解析试题分析：（1）步骤Ⅱ加入稀硫酸，与FeS、ZnS分别发生复分解反应，可写成离子方程式。
（2）FeSO4、ZnSO4混合溶液中加入过量的NaOH时，Fe2＋与OH－反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，其总反应的离子方程式为：4Fe2＋＋O2＋8OH－＋2H2O=4Fe(OH)3↓。
（3）根据框图转化关系，可以看出Zn(OH)2的性质类似于Al(OH)3，所以Na2ZnO2溶液中加入过量的H2SO4生成ZnSO4溶液，其离子方程式为：ZnO22-＋4H＋=Zn2＋＋2H2O。
（4）氢氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁能与过量铁单质反应生成二价铁离子，然后过滤、浓缩结晶、过滤得到FeSO4?7H2O。
（5）HgS在空气中加热可得Hg、SO2，Hg蒸气和SO2都会对环境产生污染，但在密闭容器中加热HgS可有效防止Hg蒸气和SO2释放到大气中，从而保护了环境。
考点：本题考查化学工艺流程的分析，方程式的书写、试剂的选择和基本操作、化学方案的分析。
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3)，过程如下：
（1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是 ， 写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式： ；
（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_________；（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
| 开始沉淀 | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
（3）滤渣A的主要成分为 ，滤液B可以回收的物质有______________________；
（4）简述洗涤过程的实验操作 ；
（5）已知硫酸渣质量为w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为 （用最简分数表达式表示）。
（已知相对原子质量：O 16 S 32 Fe 56 ）
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：
已知：①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O2
8Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑；
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑；③ Cr2O72－+ H2O
2CrO42－ + 2H+
根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有_________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用__________（填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是_________________________________。
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、 、过滤、_______、干燥。
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。
| 物质 | 溶解度/(g/100g水) | ||
| 0°C | 40°C | 80°C | |
| KCl | 28 | 40.1 | 51.3 |
| NaCl | 35.7 | 36.4 | 38 |
| K2Cr2O7 | 4.7 | 26.3 | 73 |
| Na2Cr2O7 | 163 | 215 | 376 |
（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量是称取n g样品，加入过量______（填写试剂）、溶解、过滤、再______（填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_______（用含m、n的代数式表示）。
（6）六价铬有毒，而Cr3+相对安全。工业含铬（CrO3）废渣无害化处理的方法之一是干法解毒，用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下：
CO由甲酸脱水制得；实验结束时熄灭酒精灯的顺序是_________________________。
Cu AlO2 ＋ （系数1也要写）.（Ⅰ）二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质）。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
（1）洗涤的目的主要是为了除去Cl－和___________（填离子符号），检验该滤渣A洗净的方法是_____________________。
（2）第②步反应的离子方程式是____________________________。
（3）取上述流程中得到的Ce（OH）4产品0．536 g，加硫酸溶解后，用0．1000mol· L－1FeSO4标准溶液滴定终点时（铈被还原为Ce3＋），消耗25．00mL标准溶液，该产品中Ce（OH）4的质量分数为_____________。
（Ⅱ）氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛．硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索．以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
（1）加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为________________。
（2）滤渣2的成分是______________（填化学式）。
（3）煅烧过程存在以下反应：2MgSO4＋C=2MgO＋2SO2↑＋CO2↑
MgSO4＋C=MgO＋SO2↑＋CO↑ MgSO4＋3C=MgO＋S↑＋3CO↑
利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体可以是______________（填化学式）。
②B中盛放的溶液可以是______________（填字母）。
| A．NaOH溶液 | B．Ca（OH）2溶液 | C．稀硝酸 | D．KMnO4溶液 |
