Question

【題目】實驗室制取皓礬，晶體析出前的酸性飽和溶液中含有少量的、和等雜質(zhì)離子，為了除去雜質(zhì)，獲得純凈的皓礬晶體，設(shè)計如下工藝流程：

已知開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的值范圍分別為：：2.7～3.7；：7.6～9.6；：5.7～8.0；

試回答下列有關(guān)的問題：

（1）加入的試劑①應(yīng)是_____。

（2）加入的試劑②是供選擇使用的氧化劑：高錳酸鉀溶液、20%的過氧化氫、濃硝酸。應(yīng)選用_____最好，其理由是_____。

（3）加入試劑③是_____，其目的是_____。

Answer 1

【答案】Zn 20%的過氧化氫 不引入新的雜質(zhì) 氧化鋅 調(diào)節(jié)溶液pH值

【解析】

（1）飽和酸性溶液中含有、和，要除去這些離子可以利用金屬活動性來進行去除，由于制得皓礬中含有鋅元素，所以可以加入鋅，通過鋅與三種離子反應(yīng)，分別反應(yīng)方程式如下：，，，這樣就可以除去銅，而此時其余離子都變?yōu)?/span>+2價的亞鐵離子，然后通過氧化劑，將其變?yōu)?/span>+3價的鐵離子，就可以通過調(diào)節(jié)pH來使其沉淀，達到分離的目的；

故答案為：Zn。

（2）根據(jù)（1）中可知，加入②的氧化劑是將+2價的亞鐵離子氧化成+3價的鐵離子，所以加入氧化劑發(fā)生反應(yīng)后，不應(yīng)再引入雜質(zhì)，高錳酸鉀和濃硝酸作為氧化劑后，都可以生成新的雜質(zhì)，只有雙氧水參與反應(yīng)后生成水，不會有新雜質(zhì)出現(xiàn)，所以選擇20%的過氧化氫作為氧化劑使用；

故答案為：20%的過氧化氫；不引入其它雜質(zhì)。

（3）③中加入試劑主要調(diào)節(jié)pH值，使三價的鐵離子形成沉淀，被過濾出來，而只要pH在2.7～3.7之間，就需要加入③來調(diào)節(jié)pH，其目的是將酸性溶液中的酸中和一部分，使pH達到2.7～3.7，以保證形成氫氧化鐵沉淀；由于是制備，所以加入氧化鋅即可，與過量的硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和水，消耗了酸，還不引入新的雜質(zhì)；

故答案為：氧化鋅；調(diào)節(jié)溶液pH值。