Question

（9分）化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气，因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。同时，由于粗锌中还含有铁等杂质，使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁，为了充分利用制氢废液，常用其制备皓矾（ZnSO₄·7H₂O）。某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾。制备皓矾的实验流程如下图所示。

已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为：Fe（OH）₃：2．7-3．7  Fe（OH）₂:7．6-9．6  Zn（OH）₂:5．7-8．0试回答下列问题：?

（1）加入的试剂①,供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H₂O₂、浓硫酸、浓硝酸等，最好选用                ，其理由是                                        ；

（2）加入的试剂②,供选择使用的有：a、Zn粉，b、ZnO，c、Zn（OH）₂，d、ZnCO₃，e、ZnSO₄等，可选用              ；

（3）从晶体1→晶体2，该过程的名称是        ；

（4）在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是                。

 

Answer 1

【答案】

（1）20%的H₂O₂（2分）将制氢废液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，同时避免引入新的杂质（2分）      （2）bcd  （2分）      （3）重结晶  （1分）

（4）为了冲洗掉晶体表面的杂质离子；防止晶体溶解，影响产率（2分）

【解析】（1）由于溶液中含有亚铁离子，所以要制取皓矾，需要除去溶液中的亚铁离子。由于生成氢氧化亚铁的pH大于生成氢氧化锌的pH，所以需要首先把亚氧化生成铁离子，然后再生成氢氧化铁而除去。由于双氧水的还原产物是是水，不会引入新的杂质，所以选择20％的双氧水。

（2）由于锌的金属性强于铁，所以如果选择锌，则能置换出铁，从而引入杂质，所以选择bcd，由于硫酸锌不能消耗氢离子，因此不能调节溶液的酸碱性。

（3）两次结晶，因此是属于重结晶。

（4）用水洗涤会溶解硫酸锌，影响产率，而酒精既能冲洗掉晶体表面的杂质离子，又可以防止晶体溶解，影响产率。