题目内容
9．某工厂排出的废水中含有大量的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除去污水中的金属离子，并回收绿矾、皓矾（ZnSo4•7H2O）和贡的方案．【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FeS+2H+═Fe2++H2S↑、ZnS+2H+═Zn2++H2S↑．
（2）步骤Ⅲ中抽滤的目的是加快过滤，该步骤产生Fe（OH）3的离子方程式为4Fe2+O2+8OH-+2H2O═4Fe（OH）3↓．
（3）步骤VI中得到ZnSo4溶液的离子方程式为ZnO22-+4H+═Zn2++2H2O．
（4）欲实现步骤Ⅴ需加入的试剂有稀硫酸、铁粉（过量），所涉及的主要操作依次为过滤、浓缩结晶．
（5）步骤Ⅳ常用的方法是加热，该步骤是否对环境有影响？是（填是“是”或“否”）．如有影响，请你设计一个绿色环保方案来实现步骤Ⅳ的反应：在密闭容器中加热HgS．
（6）该研究小组的同学在强碱溶液中，用次氯酸钠与Fe（OH）3反应获得了高效净水剂Na2FeO4，该反应的离子方程式为3ClO-+2Fe（OH）3+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O．
分析 污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子，加入硫化钠生成FeS、ZnS、HgS沉淀；向沉淀中加入硫酸，FeS、ZnS固体溶解在稀硫酸中生成FeSO4、ZnSO4，硫化汞不反应；HgS在空气中加热可得Hg、SO2，由于Hg蒸气和SO2都会对环境造成污染，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；FeSO4和氢氧化钠反应生成Fe（OH）2，Fe（OH）2迅速被空气中的O2氧化为Fe（OH）3，Fe（OH）3溶于硫酸得到硫酸铁，用铁还原得到硫酸亚铁；ZnSO4和氢氧化钠反应生成氢氧化锌沉淀，Zn（OH）2的性质类似于Al（OH）3的性质，会继续和氢氧化钠反应生成Na2ZnO2，Na2ZnO2的性质类似于NaAlO2的性质，和硫酸反应生成硫酸锌，
（1）步骤Ⅱ中只有FeS、ZnS固体溶解在稀硫酸中生成FeSO4、ZnSO4；
（2）抽滤时产生负压，能加快过滤；向FeSO4和ZnSO4的混合溶液中加入过量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；
（3）根据框图转化关系，不难发现Zn（OH）2的性质类似于Al（OH）3的，Na2ZnO2的性质类似于NaAlO2的，所以向Na2ZnO2的溶液中加入过量H2SO4生成ZnSO4溶液；
（4）Fe（OH）3首先与稀H2SO4反应生成Fe2（SO4）3，Fe2（SO4）3再与过量的Fe粉反应得到FeSO4；
（5）HgS在空气中加热可得Hg、SO2，由于Hg蒸气和SO2都会对环境造成污染，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；
（6）反应物有ClO-、Fe（OH）3、OH-，生成物有Cl-、FeO42-、H2O，则有ClO-+Fe（OH）3+OH-→FeO42-+Cl-+H2O，再将该离子方程式配平即可．
解答 解：（1）步骤Ⅱ中只有FeS和ZnS固体，FeS固体溶解在稀硫酸中生成FeSO4，反应方程式为FeS+2H+═Fe2++H2S↑，ZnS固体溶解在稀硫酸中生成ZnSO4，反应方程式为ZnS+2H+═Zn2++H2S↑，
故答案为：FeS+2H+═Fe2++H2S↑、ZnS+2H+═Zn2++H2S↑；
（2）抽滤时产生负压，能加快过滤；向FeSO4和ZnSO4的混合溶液中加入过量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，其反应的离子方程式为4Fe2++O2+8OH-+2H2O═4Fe（OH）3↓；
故答案为：加快过滤；4Fe2+O2+8OH-+2H2O═4Fe（OH）3↓；
（3）根据框图转化关系，不难发现Zn（OH）2的性质类似于Al（OH）3的，Na2ZnO2的性质类似于NaAlO2的，所以向Na2ZnO2的溶液中加入过量H2SO4生成ZnSO4溶液，其反应的离子方程式为ZnO22-+4H+═Zn2++2H2O，
故答案为：ZnO22-+4H+═Zn2++2H2O；
（4）Fe（OH）3首先与稀H2SO4反应生成Fe2（SO4）3，Fe2（SO4）3再与过量的Fe粉反应得到FeSO4．经过滤除去Fe粉，将滤液经过浓缩结晶可得FeSO4•7H2O，
故答案为：稀硫酸；铁粉（过量）；过滤、浓缩结晶；
（5）HgS在空气中加热可得Hg、SO2，由于Hg蒸气和SO2都会对环境造成污染，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，
故答案为：加热；是；在密闭容器中加热HgS；
（6）反应物有ClO-、Fe（OH）3、OH-，生成物有Cl-、FeO42-、H2O，则有ClO-+Fe（OH）3+OH→FeO42-+Cl-+H2O，配平该离子方程式为3ClO-+2Fe（OH）3+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，
故答案为：3ClO-+2Fe（OH）3+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O．
点评 本题是一道关于元素和化合物知识综合考查题，考查学生分析问题能力和解决问题的能力，综合性强，难度大．注意锌的化合物的性质可类比铝的化合物的性质．
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．| A． | C6H5NH2 | B． | C6H5OH | C． | C6H5 CH2OH | D． | C6H5CH2 CH3 |
下列关于该离子方程式的说法不正确的是（ ）
| A． | IO${\;}_{4}^{-}$作氧化剂 | |
| B． | 氧化性：Mn2+＞IO${\;}_{3}^{-}$ | |
| C． | 氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：2 | |
| D． | 若有2mol Mn2+参加反应，则转移10mol电子 |