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    某化工厂生产皓矾（ZnSO4?7H2O），结晶前的饱和溶液（酸性）中含有少量Cu2+、Fe3+、Fe2+等杂质。已知：0.01mol?L-1的Fe3+开始沉淀为Fe（OH）3到完全沉淀的pH范围为2.7~3.7；饱和ZnSO4溶液（0.34mol?L-1）开始沉淀为Zn（OH）2到完全沉淀的pH值范围为5.7~8.0；当pH<5.6时，Na2CO3、CaCO3会发生反应生成CO2。该厂除杂及生产的工艺流程如下所示：

    （1）加入的试剂②是__________________，其作用是___________________。
    （2）为了调整pH，加入试剂③，供选用的试剂有NaOH、Na2CO3、CaCO3、NH3?H2O、Ca（OH）2等，应当选用__________，其理由是____________________。

    （1）H2O2；将Fe2+氧化为Fe3+
    （2）CaCO3；可将其pH调整到5.6，Fe3+可完全沉淀，Zn2+不会沉淀，且溶液中浓度大，使Ca2+转化为微溶物质CaSO4，所得产品（皓矾）中不会引入杂质Ca2+


    【试题分析】
    要除去溶液中的杂质，在步骤①中加入过量的铁粉，发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+和Fe+Cu2+=Fe2++Cu，过滤，除去置换出来的铜和剩余的铁粉，所得滤液中含有的金属离子是Fe2+和Zn2+。根据题干中所给出的信息可知，需先将Fe2+氧化为Fe3+，然后再将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀除去，在选择氧化剂时，既要能氧化Fe2+又不引入新的杂质，不宜选用Cl2、KMnO4、HNO3等氧化剂，加入的试剂②为双氧水（H2O2的水溶液）最适宜。只要调整溶液的pH在2.7~5.7的范围内，Fe3+可以完全沉淀而除去，Zn2+不会沉淀，加入的试剂③可以是CaCO3，因为溶液中浓度大，根据难溶物质的溶度积常数Ksp=［Ca2+］［］可知，能使溶液中的Ca2+转化为难溶物质CaSO4，所得产品（皓矾）中不会引入杂质Ca2+。
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?浙江模拟）某化工厂生产皓矾（ZnSO4?7H2O），结晶前的饱和溶液（呈酸性）中含有少量Cu2+、Fe3+、Fe2+等杂质．已知0.01mol/L的Fe3+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是2.7～3.7；ZnSO4饱和溶液（0.34mol/L）中Zn2+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是5.7～8.0；当pH＜5.7时，Na2CO3、ZnCO3发生酸解生成CO2．该厂除杂及生产的工艺流程如图所示：

    （1）加入的试剂②最好是
    过氧化氢
    过氧化氢
    （填名称），其主要作用是
    将Fe2+氧化成Fe3+
    将Fe2+氧化成Fe3+
    ．
    （2）为了调整溶液的pH，加入试剂③，供选用的试剂有NaOH、Na2CO3、ZnCO3、NH3?H2O、Ca（OH）2等，应当选用
    ZnCO3
    ZnCO3
    ，理由是
    能控制pH在5.7附近，且不引入杂质离子
    能控制pH在5.7附近，且不引入杂质离子
    ．
    （3）从溶液中获得皓矾的操作依次是
    蒸发、冷却、过滤、洗涤
    蒸发、冷却、过滤、洗涤
    ．

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    科目：高中化学 来源：浙江模拟 题型：填空题

    某化工厂生产皓矾（ZnSO4?7H2O），结晶前的饱和溶液（呈酸性）中含有少量Cu2+、Fe3+、Fe2+等杂质．已知0.01mol/L的Fe3+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是2.7～3.7；ZnSO4饱和溶液（0.34mol/L）中Zn2+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是5.7～8.0；当pH＜5.7时，Na2CO3、ZnCO3发生酸解生成CO2．该厂除杂及生产的工艺流程如图所示：

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    （1）加入的试剂②最好是______（填名称），其主要作用是______．
    （2）为了调整溶液的pH，加入试剂③，供选用的试剂有NaOH、Na2CO3、ZnCO3、NH3?H2O、Ca（OH）2等，应当选用______，理由是______．
    （3）从溶液中获得皓矾的操作依次是______．

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    科目：高中化学 来源：2009年浙江省高考化学模拟试卷（新课标）（解析版） 题型：解答题

    某化工厂生产皓矾，结晶前的饱和溶液（呈酸性）中含有少量Cu2+、Fe3+、Fe2+等杂质．已知0.01mol/L的Fe3+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是2.7～3.7；ZnSO4饱和溶液（0.34mol/L）中Zn2+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是5.7～8.0；当pH＜5.7时，Na2CO3、ZnCO3发生酸解生成CO2．该厂除杂及生产的工艺流程如图所示：

    （1）加入的试剂②最好是______（填名称），其主要作用是______．
    （2）为了调整溶液的pH，加入试剂③，供选用的试剂有NaOH、Na2CO3、ZnCO3、NH3?H2O、Ca（OH）2等，应当选用______，理由是______．
    （3）从溶液中获得皓矾的操作依次是______．

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    科目：高中化学 来源：2009年浙江省绍兴中学高考化学模拟试卷（解析版） 题型：解答题

    某化工厂生产皓矾，结晶前的饱和溶液（呈酸性）中含有少量Cu2+、Fe3+、Fe2+等杂质．已知0.01mol/L的Fe3+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是2.7～3.7；ZnSO4饱和溶液（0.34mol/L）中Zn2+开始沉淀到完全沉淀的pH范围是5.7～8.0；当pH＜5.7时，Na2CO3、ZnCO3发生酸解生成CO2．该厂除杂及生产的工艺流程如图所示：

    （1）加入的试剂②最好是______（填名称），其主要作用是______．
    （2）为了调整溶液的pH，加入试剂③，供选用的试剂有NaOH、Na2CO3、ZnCO3、NH3?H2O、Ca（OH）2等，应当选用______，理由是______．
    （3）从溶液中获得皓矾的操作依次是______．

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