Question

17．化學(xué)實(shí)驗(yàn)室通常用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅．同時(shí)，由于粗鋅中還含有鐵等雜質(zhì)，使得溶液中還混有一定量的硫酸亞鐵．工業(yè)上為了充分利用制氫廢液，常用其制備皓礬（ZnSO₄•7H₂O）．某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)以制氫廢液為原料來制取皓礬．其實(shí)驗(yàn)流程如圖所示：

已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍如下：Fe（OH）₃：2.7～3.7  Fe（OH）₂：7.6～9.6　Zn（OH）₂：5.7～8.0      
試回答下列問題：
（1）加入的試劑①，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H₂O₂、濃硫酸、濃硝酸，最好選用20%的H₂O₂，其理由是將制氫廢液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，同時(shí)避免引入新的雜質(zhì)；
（2）加入的試劑②，供選擇使用的有：a．Zn粉，b．ZnO，c．Zn（OH）₂，d．ZnCO₃，e．ZnSO₄，可選用bcd；
（3）從晶體1→晶體2，該過程的名稱是重結(jié)晶；
（4）在得到皓礬時(shí)，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因?yàn)榱藳_洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子，防止晶體溶解，影響產(chǎn)率．

Answer 1

分析 由題意可知溶液A含有亞鐵離子、鋅離子，依據(jù)開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為：Fe（OH）₃：2.7-3.7Fe（OH）₂：7.6-9.6 Zn（OH）₂：5.7-8，直接沉淀亞鐵離子，鋅離子也會(huì)全部全部沉淀，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵�求，�?yīng)先要先把亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使三價(jià)鐵離子全部沉淀，此時(shí)鋅離子不沉淀，加入的氧化劑不能引入新的雜質(zhì)，通常用20%的H₂O₂ 然后加入ZnO[ZnCO₃或Zn（OH）₂）]以調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7-5.7，使得Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，同時(shí)避免引入新的雜質(zhì)，過濾后將濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到ZnSO₄•7H₂O，洗滌晶體時(shí)，為避免晶體溶解，可用酒精進(jìn)行洗滌，以此解答該題．

解答 解：由題意可知溶液A含有亞鐵離子、鋅離子，依據(jù)開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為：Fe（OH）₃：2.7-3.7Fe（OH）₂：7.6-9.6 Zn（OH）₂：5.7-8，直接沉淀亞鐵離子，鋅離子也會(huì)全部全部沉淀，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵�求，�?yīng)先要先把亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使三價(jià)鐵離子全部沉淀，此時(shí)鋅離子不沉淀，加入的氧化劑不能引入新的雜質(zhì)，通常用20%的H₂O₂ 然后加入ZnO[ZnCO₃或Zn（OH）₂）]以調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7-5.7，使得Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，同時(shí)避免引入新的雜質(zhì)，過濾后將濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到ZnSO₄•7H₂O，洗滌晶體時(shí)，為避免晶體溶解，可用酒精進(jìn)行洗滌，
（1）由以上分析可知試劑①應(yīng)為過氧化氫，可將制氫廢液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，同時(shí)避免引入新的雜質(zhì)，
故答案為：20%的H₂O₂；將制氫廢液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，同時(shí)避免引入新的雜質(zhì)；
（2）試劑②是用來調(diào)節(jié)溶液PH到至3.7-5.7，目的讓鐵離子全部沉淀，除雜實(shí)驗(yàn)不能引入新的雜質(zhì)；Zn粉會(huì)把氧化得到的鐵離子還原，起不到除去的作用，ZnO、Zn（OH）₂、ZnCO₃可以反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH到至3.7-5.7，使鐵離子沉淀，同時(shí)不引入新的雜質(zhì)，ZnSO₄不能調(diào)節(jié)溶液PH，且引入雜質(zhì)硫酸根離子，
故答案為：bcd；
（3）晶體溶解再結(jié)晶是提純晶體的方法為重結(jié)晶，故答案為：重結(jié)晶；
（4）滌晶體表面的雜質(zhì)離子，同時(shí)減少皓釩晶體的損失；在得到皓礬時(shí)，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是，晶體溶于水，不溶于酒精，所以目的是為了沖洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子；防止晶體溶解，影響產(chǎn)率，
故答案為：為了沖洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子，防止晶體溶解，影響產(chǎn)率．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的制備、分離、提純等知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，注意把握實(shí)驗(yàn)的操作原理和步驟，把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，難度中等．