题目内容
【题目】某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌（ZnSO4·7H2O）
相关信息如下：①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 1.5 | 2.8 |
Fe2+ | 5.5 | 8.3 |
Zn2+ | 5.4 | 8.2 |
②ZnSO4的溶解度（物质在100g水中溶解的质量）随温度变化曲线。
请回答：
（1）①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除，理由是____________。
②步骤Ⅰ，可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是__________________________。
（2）步骤Ⅱ，需加入过量H2O2，理由是____（请简述理由，并且写出对应的离子反应方程式）。
（3）步骤Ⅲ，合适的pH范围是____________________。
（4）步骤Ⅳ，需要用到下列所有操作：a.蒸发至溶液出现晶膜；b.在60℃蒸发溶剂；c.冷却至室温；d.在100℃蒸发溶剂；e.过滤。请给出上述操作的正确顺序_____________（操作可重复使用）。
（5）步骤Ⅴ，某同学采用不同降温方式进行冷却结晶，测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如下图所示。根据该实验结果，为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒，宜选择_______方式进行冷却结晶。
A. 快速降温 B. 缓慢降温 C. 变速降温
【答案】Na2CO3水解，溶液呈碱性，促使油脂水解 产生气泡的速率显著变慢 2H+ + 2Fe2+ + H2O2 = 2Fe3+ +2H2O，使Fe2+尽可能转化为Fe3+，H2O2易分解（Fe3+催化加速分解） 2.8~5.4（ dabace C
【解析】
（1）①碳酸钠在溶液中水解，使溶液碱性；
②当锌层完全溶解后，不在发生原电池反应，铁活泼性弱于锌，与稀硫酸反应速率下降；
（2）H2O2做氧化剂，将Fe2+转化为Fe3+便于形成沉淀分离，又由于Fe3+会促进H2O2的分解；
（3）步骤Ⅲ的目的是使两种离子分离，则要使Fe3+完全沉淀而又不使Zn2+沉淀；
（4）步骤Ⅳ是要从溶液中得到粗产品；
（5）步骤Ⅴ采用变速降温的方法，可以得到的颗粒较大。
（1）①碳酸钠在溶液中水解，使溶液碱性，能够使油污水解，达到除去表面油污的效果，故答案为：Na2CO3水解，溶液呈碱性，促使油脂水解；
②锌层、铁层及稀硫酸会构成原电池，原电池反应使反应速率快，当锌层完全溶解后，不在发生原电池反应，铁活泼性弱于锌，与稀硫酸反应速率下降，产生气泡的速率减缓，故答案为：产生气泡的速率显著变慢；
（2）步骤Ⅱ中H2O2做氧化剂，将Fe2+转化为Fe3+便于形成沉淀分离，又由于Fe3+会促进H2O2的分解，所以要加入过量的H2O2，故答案为：使Fe2+尽可能转化为Fe3+，H2O2易分解（Fe3+催化加速分解）；
（3）步骤Ⅲ的目的是使Fe3+和Zn2+离子分离，要使Fe3+完全沉淀而又不使Zn2+沉淀，则最佳pH为2.8
pH<5.4，故答案为：2.8~5.4；
（4）步骤Ⅳ是要从溶液中得到粗产品，首先加热蒸发，直到出现晶膜，达到饱和状态并除去部分溶剂；由图可知在60℃时产品的溶解度最大，故接着在60℃下蒸发溶剂，并出现晶膜，达到饱和状态，接着冷却至室温，使产品析出，最后过滤，使固液分离，得到粗产品，故操作的正确顺序为dabace，故答案为：dabace；
（5）结合图像可知步骤Ⅴ采用变速降温的方法，可以得到的颗粒较大，故答案为：C。
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