某化工厂生产皓矾(ZnSO4?7H2O).结晶前的饱和溶液中含有少量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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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（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

（填名称），其主要作用是

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

，理由是

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

．

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ZnCO₃，能控制pH在5.7附近，且不引入杂质离子．

解答：解：（1）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，
故答案为：过氧化氢；将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
（2）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是ZnCO₃，能控制pH在5.7附近，且不引入杂质离子，
故答案为：ZnCO₃；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，应先将溶液进行蒸发浓缩，冷却后进行结晶，然后过滤，由于固体具有吸附能力，固体表面吸附溶液中的离子，最后要进行洗涤．
故答案为：蒸发、冷却、过滤、洗涤．

点评：本题考查物质的制备、分离流程，题目难度中等，注意把握相关实验操作，易错点为（2），注意加入碳酸锌的目的是调节溶液的pH，有利于铁离子的水解．

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