Question

鋅爛板液是制作印刷鋅板時用稀HNO₃腐蝕鋅板后得到的廢液，主要含Zn(NO₃)₂和自來水帶進的Cl^－、Fe^3＋等雜質(zhì)離子。某興趣小組在實驗室中由鋅爛板液制取ZnSO₄·7H₂O的步驟如下：

①在鋅爛板液中逐漸加入6 mol/L氫氧化鈉溶液，用pH試紙檢驗，直至pH＝8；

②過濾后得到粗Zn(OH)₂沉淀，用蒸餾水多次洗滌沉淀；

③用2 mol/L硫酸慢慢將洗凈的粗Zn(OH)₂沉淀溶解，保持一定pH，加熱煮沸，趁熱過濾，濾液即為ZnSO₄溶液；

④在濾液中注入2 mol/L的硫酸，調(diào)節(jié)pH為2左右，后經(jīng)相關(guān)操作得到ZnSO₄·7H₂O晶體。

已知：常溫下，F(xiàn)e^3＋在pH＝1.9開始沉淀，pH＝3.2沉淀完全；Zn^2＋在pH＝6.4開始沉淀，pH＝8.0沉淀完全；Zn(OH)₂的化學(xué)性質(zhì)與Al(OH)₃相似。

(1)在以上所有步驟中都需要用到的儀器是燒杯、___________。

(2)步驟②的目的是除去________________等雜質(zhì)離子，檢驗沉淀是否已洗凈的具體操作是________________。

(3)步驟①保持pH＝8的目的是________________，步驟④保持pH ＝2的目的是________________。

(4)步驟③為了除去Fe^3＋，故保持的pH范圍為_____________，加熱煮沸的目的是________________。

(5)步驟④中得到ZnSO₄·7H₂O晶體的操作步驟為____________、________________、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

解析：本題考查了硫酸鋅晶體的制備，意在考查考生的實驗操作能力和分析能力。(1)實驗過程中，各步驟都需要用到燒杯和玻璃棒。(2)步驟②的目的是除去Cl^－、NO、Na^＋等雜質(zhì)離子，以提高純度；檢驗沉淀是否已洗凈，可檢驗濾液中是否含有Cl^－，方法是取最后一次洗滌濾液少量于試管中，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，說明沉淀已洗滌干凈。(3)根據(jù)題給信息，Zn^2＋在pH＝6.4開始沉淀，在pH＝8.0沉淀完全，故步驟①保持pH＝8，既保證Zn^2＋完全沉淀，又避免Zn(OH)₂溶解。步驟④保持pH＝2的目的是避免Zn^2＋水解。(4)根據(jù)題給信息，F(xiàn)e^3＋在pH＝1.9開始沉淀，在pH＝3.2沉淀完全，而又不能讓Zn^2＋沉淀出來，故步驟③保持的pH范圍為3.2～6.4；加熱可以促使Fe^3＋充分水解。(5)步驟④中得到ZnSO₄·7H₂O晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后過濾、洗滌、干燥。

答案：(1)玻璃棒(1分)

(2)Cl^－、NO、Na^＋(2分)　取最后一次洗滌濾液少量于試管中，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，說明沉淀已洗滌干凈(2分)

(3)既保證Zn^2＋完全沉淀，又避免Zn(OH)₂溶解(1分)　避免Zn^2＋水解(1分)

(4)3.2～6.4(2分)　促使Fe^3＋充分水解(1分)

(5)蒸發(fā)濃縮(1分)　冷卻結(jié)晶(1分)