Question

某工廠排出的污水中含有大量的Fe²⁺、Zn²⁺、Hg²⁺離子．以下是某學習小組的同學設計的除去上述金屬離子，回收綠礬、皓礬（ZnSO₄?7H₂O）和汞的探究方案．
已知：K_SP（FeS）=6.3×10^-18mol²?L^-2，K_SP（HgS）=6.4×10^-53mol²?L^-2K_SP（ZnS）=1.6×10^-24mol²?L^-2
藥品：NaOH溶液、Na₂S溶液、稀硫酸、鐵粉  稀硝酸、稀鹽酸
[實驗方案]

[問題探究]
（1）步驟Ⅰ中加入Na₂S溶液時，三種金屬離子形成沉淀的先后順序為

 

．
（2）步驟Ⅱ中FeS溶解的離子方程式：

 

．
（3）步驟Ⅲ中涉及反應的離子方程式 Zn²⁺+4OH^-═ZnO

2- 2

+2H₂O和

 

．
（4）步驟Ⅲ和步驟Ⅵ發(fā)生的相關反應，說明Zn（OH）₂屬于

 

_．
（5）欲實現步驟Ⅴ，需加入的試劑為

 

、

 

．步驟Ⅴ中從FeSO₄溶液濃縮結晶得到FeSO₄?7H₂O時，需加稀硫酸的原因是

 

．
（6）步驟Ⅳ常用的方法是加熱法，但在空氣中加熱HgS 會污染環(huán)境，其原因可能

 

．

Answer 1

分析：（1）加入Na₂S溶液時，三種金屬離子中Ksp越小的物質越是先出現沉淀，據此來回答；
（2）硫化亞鐵可以和硫酸之間發(fā)生反應生成硫酸亞鐵和硫化氫氣體；
（3）在空氣中，亞鐵離子易被氧化成三價鐵離子，在堿性環(huán)境下，會產生氫氧化鐵沉淀；
（4）氫氧化鋅可以和氫氧化鈉反應體現了氫氧化鋅的性質和氫氧化鋁相似；
（5）亞鐵離子易水解，且易被氧化；
（6）在空氣中加熱HgS時，會被空氣中的氧氣氧化生成SO₂和Hg．

解答：解：（1）加入Na₂S溶液時，三種金屬離子中Ksp越小的物質越是先出現沉淀，所以產生沉淀的順序是：Hg²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺，故答案為：Hg²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺；
（2）硫化亞鐵可以和硫酸之間發(fā)生反應生成硫酸亞鐵和硫化氫氣體，符合強酸制弱酸原理，即FeS+2H⁺═Fe²⁺+H₂S↑，故答案為：FeS+2H⁺═Fe²⁺+H₂S↑；
（3）在空氣中，亞鐵離子易被氧化成三價鐵離子，在堿性環(huán)境下，會產生氫氧化鐵沉淀，發(fā)生的化學方程式為：4Fe²⁺+O₂+8OH^-+2H₂O═4Fe（OH）₃↓，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+8OH^-+2H₂O═4Fe（OH）₃↓；
（4）氫氧化鋅可以和氫氧化鈉生成偏鋅酸鈉，反應體現了氫氧化鋅的性質和氫氧化鋁相似，屬于兩性氫氧化物，故答案為：兩性氫氧化物；
（5）氫氧化鐵來制取硫酸亞鐵，為了防止水解，可以加入硫酸，為防止被氧化，可以加入金屬鐵，故答案為：稀硫酸；鐵粉（過量）；防止Fe²⁺水解；
（6）HgS容易被空氣中的氧氣氧化生成SO₂和Hg，生成的SO₂和Hg會污染空氣和環(huán)境，故答案：HgS被空氣中的氧氣氧化生成SO₂和生成的Hg會污染空氣和環(huán)境．

點評：本題是一道關于元素和化合物知識綜合考查題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．