Question

某工廠排出的污水中含有大量的Fe^2＋、Zn^2＋、Hg^2＋三種金屬離子。以下是某化學研究性學習小組的同學設計的除去污水中的金屬離子，回收綠礬、皓礬(ZnSO₄·7H₂O)和汞的方案。
[藥品]　NaOH溶液、硫化鈉溶液、硫化亞鐵、稀硫酸、鐵粉
[實驗方案]

[問題探究]
（1）步驟Ⅱ所發生反應的離子方程式為_________________________________________________。
（2）步驟Ⅲ中的抽濾為減壓條件下的過濾，可以加快過濾速度；該步驟涉及反應的離子方程式有Zn^2＋＋4OH^－=ZnO₂^2-＋2H₂O和________________。
（3）步驟Ⅵ中得到硫酸鋅溶液的離子反應方程式為______________________________。
（4）欲實現步驟Ⅴ，所需加入的試劑有________、________，所涉及的主要操作依次為______________________。
（5）步驟Ⅳ常用的方法是加熱，該步驟是否對環境有影響？__________(填“是”或“否”)，如有影響，請你設計一個環境保護方案來實現步驟Ⅳ的反應________________________。

Answer 1

（1）FeS＋2H^＋=Fe^2＋＋H₂S↑，ZnS＋2H^＋=Zn^2＋＋H₂S↑
（2）4Fe^2＋＋O₂＋8OH^－＋2H₂O=4Fe(OH)₃↓
（3）ZnO₂^2-＋4H^＋=Zn^2＋＋2H₂O
（4）稀硫酸　鐵粉　過濾、濃縮結晶、過濾
（5）　是　在密閉容器中加熱HgS

試題分析：（1）步驟Ⅱ加入稀硫酸，與FeS、ZnS分別發生復分解反應，可寫成離子方程式。
（2）FeSO₄、ZnSO₄混合溶液中加入過量的NaOH時，Fe^2＋與OH^－反應生成Fe(OH)₂，Fe(OH)₂迅速被空氣中的O₂氧化為Fe(OH)₃，其總反應的離子方程式為：4Fe^2＋＋O₂＋8OH^－＋2H₂O=4Fe(OH)₃↓。
（3）根據框圖轉化關系，可以看出Zn(OH)₂的性質類似于Al(OH)₃，所以Na₂ZnO₂溶液中加入過量的H₂SO₄生成ZnSO₄溶液，其離子方程式為：ZnO₂^2-＋4H^＋=Zn^2＋＋2H₂O。
（4）氫氧化鐵能與稀硫酸反應生成硫酸鐵，硫酸鐵能與過量鐵單質反應生成二價鐵離子，然后過濾、濃縮結晶、過濾得到FeSO₄?7H₂O。
（5）HgS在空氣中加熱可得Hg、SO₂，Hg蒸氣和SO₂都會對環境產生污染，但在密閉容器中加熱HgS可有效防止Hg蒸氣和SO₂釋放到大氣中，從而保護了環境。