Question

【题目】实验室制取皓矾，晶体析出前的酸性饱和溶液中含有少量的、和等杂质离子，为了除去杂质，获得纯净的皓矾晶体，设计如下工艺流程：

已知开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的值范围分别为：：2.7～3.7；：7.6～9.6；：5.7～8.0；

试回答下列有关的问题：

（1）加入的试剂①应是_____。

（2）加入的试剂②是供选择使用的氧化剂：高锰酸钾溶液、20%的过氧化氢、浓硝酸。应选用_____最好，其理由是_____。

（3）加入试剂③是_____，其目的是_____。

Answer 1

【答案】Zn 20%的过氧化氢 不引入新的杂质 氧化锌 调节溶液pH值

【解析】

（1）饱和酸性溶液中含有、和，要除去这些离子可以利用金属活动性来进行去除，由于制得皓矾中含有锌元素，所以可以加入锌，通过锌与三种离子反应，分别反应方程式如下：，，，这样就可以除去铜，而此时其余离子都变为+2价的亚铁离子，然后通过氧化剂，将其变为+3价的铁离子，就可以通过调节pH来使其沉淀，达到分离的目的；

故答案为：Zn。

（2）根据（1）中可知，加入②的氧化剂是将+2价的亚铁离子氧化成+3价的铁离子，所以加入氧化剂发生反应后，不应再引入杂质，高锰酸钾和浓硝酸作为氧化剂后，都可以生成新的杂质，只有双氧水参与反应后生成水，不会有新杂质出现，所以选择20%的过氧化氢作为氧化剂使用；

故答案为：20%的过氧化氢；不引入其它杂质。

（3）③中加入试剂主要调节pH值，使三价的铁离子形成沉淀，被过滤出来，而只要pH在2.7～3.7之间，就需要加入③来调节pH，其目的是将酸性溶液中的酸中和一部分，使pH达到2.7～3.7，以保证形成氢氧化铁沉淀；由于是制备，所以加入氧化锌即可，与过量的硫酸反应生成硫酸锌和水，消耗了酸，还不引入新的杂质；

故答案为：氧化锌；调节溶液pH值。