某工厂排出的污水中含有大量的Fe3+.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]如图[问题探究](1)步骤Ⅱ所发生反应的离子方程．(2)步骤Ⅲ中抽滤的目的是 .该步骤产生Fe(OH)3的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

某工厂排出的污水中含有大量的Fe³⁺、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]如图
[问题探究]
（1）步骤Ⅱ所发生反应的离子方程

．
（2）步骤Ⅲ中抽滤的目的是

，该步骤产生Fe（OH）₃的反应的离子方程式为

．
（3）步骤Ⅵ中得到硫酸锌溶液的离子方程式为

．
（4）欲实现步骤Ⅴ，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

，该步骤是否对环境有影响？

（填“是”或“否”），如有影响，请你设计一个绿色环保方案来实现步骤Ⅳ的反应：

．
（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

．

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,常见离子的检验方法

专题：实验设计题

分析：（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^-、FeO₄^2-、H₂O，则有ClO^-+Fe（OH）₃+OH--→FeO₄^2-+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ZnO₂^2-+4H⁺═Zn₂++2H₂O，
故答案为：ZnO₂^2-+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^-、FeO₄^2-、H₂O，则有ClO^-+Fe（OH）₃+OH→FeO₄^2-+Cl-+H₂O，配平该离子方程式为3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
故答案为：3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH-═2FeO₄^2-+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．

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．
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．
③写出离子方程式H⁺+OH^-=H₂O相对应的一个化学方程式：

．
④写出铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式：

．
⑤写出离子方程式Ag⁺+Cl^-=AgCl↓相对应的一个化学方程式：

．

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、

．
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（3）在①～⑤中属于取代反应的是

；原子利用率为100%的反应是

．（填序号）
（4）写出结构简式：A

、F

．
（5）写出反应③的离子方程式

．
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．
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．

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（1）仪器a的名称为

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；
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性，写出相应的化学方程式

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（用含m、n字母的代数式表示）

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（填序号）
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④用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫
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