1.實驗化學實驗室通常用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣,因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅.同時,由于粗鋅中還含有鐵等雜質(zhì),使得溶液中混有一定量的硫酸亞鐵,為了充分利用制氫廢液,常用其制備皓礬(ZnSO4•7H2O).某;瘜W興趣小組的同學以制氫氣的廢液為原料來制取皓礬并探究其性質(zhì).
(l)制備皓礬的實驗流程如圖所示.

已知:下列氫氧化物開始生成沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為:
開始沉淀沉淀完全
Fe(OH)32.73.7
Fe(OH)27.69.6
Zn(OH)25.78.0
回答下列問題:
可供選擇使用的有:氯水、20%的H2O2、氨水、NaOH溶液、Zn(OH)2、ZnO
①加入的試劑①,應(yīng)選用20%的H2O2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O
②加入的試劑②,可選用ZnO或Zn(OH)2,其作用是調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7-5.7,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,同時避免引入新的雜質(zhì)
③從晶體l→晶體2,該提純過程的名稱是重結(jié)晶.
④有同學提出,應(yīng)將晶體1加入稀硫酸中溶解,請結(jié)合離子方程式解析Zn2++2H2O?Zn(OH)2+2H+,稀硫酸可抑制ZnSO4的水解,防止產(chǎn)生Zn(OH)2雜質(zhì).
⑤在得到皓礬時,向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是為了沖洗掉晶體表面殘留的濾液,防止晶體溶解,影響產(chǎn)率.
(2)檢驗皓礬中是否含有Fe元素的操作(試劑自選)取少量皓礬溶于水配制成溶液,往所得溶液中滴加適量KSCN溶液,如無明顯現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e3+,如溶液變?yōu)榧t色則說明含F(xiàn)e3+

分析 由題意可知溶液A含有亞鐵離子、鋅離子,依據(jù)開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為:Fe(OH)3:2.7-3.7Fe(OH)2:7.6-9.6 Zn(OH)2:5.7-8,直接沉淀亞鐵離子,鋅離子也會全部全部沉淀,不能實現(xiàn)實驗?zāi)康暮鸵,?yīng)先要先把亞鐵離子氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)溶液PH使三價鐵離子全部沉淀,此時鋅離子不沉淀,加入的氧化劑不能引入新的雜質(zhì),通常用20%的H2O2 然后加入ZnO[ZnCO3或Zn(OH)2)]以調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7-5.7,使得Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,同時避免引入新的雜質(zhì),過濾后將濾液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到ZnSO4•7H2O,洗滌晶體時,為避免晶體溶解,可用酒精進行洗滌,以此解答該題.

解答 解:(l)①由以上分析可知試劑①應(yīng)為過氧化氫,可將制氫廢液中的Fe2+氧化為Fe3+,同時避免引入新的雜質(zhì),反應(yīng)的離子方程式為2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O,
故答案為:20%的H2O2;2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O;
②試劑2是用來調(diào)節(jié)溶液PH到3.7,目的讓鐵離子全部沉淀,除雜實驗不能引入新的雜質(zhì);Zn粉會把氧化得到的鐵離子還原,起不到除去的作用,ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3可以反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH到3.7,使鐵離子沉淀,同時不引入新的雜質(zhì),ZnSO4不能調(diào)節(jié)溶液PH,且引入雜質(zhì)硫酸根離子,
故答案為:ZnO或Zn(OH)2;調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7-5.7,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,同時避免引入新的雜質(zhì);
③晶體溶解再結(jié)晶是提純晶體的方法為重結(jié)晶,故答案為:重結(jié)晶;
 ④濾渣加入稀硫酸溶解,溶解過程中加入的稀硫酸的作用是制備硫酸鋅,發(fā)生Zn2++2H2O?Zn(OH)2+2H+,同時抑制鋅離子的水解,
故答案為:Zn2++2H2O?Zn(OH)2+2H+,稀硫酸可抑制ZnSO4的水解,防止產(chǎn)生Zn(OH)2雜質(zhì);
⑤滌晶體表面的雜質(zhì)離子,同時減少皓釩晶體的損失;在得到皓礬時,向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是,晶體溶于水,不溶于酒精,所以目的是為了沖洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子;防止晶體溶解,影響產(chǎn)率,
故答案為:為了沖洗掉晶體表面殘留的濾液,防止晶體溶解,影響產(chǎn)率;
(2)含有的鐵可能為亞鐵離子或鐵離子,驗證時,可取少量皓礬溶于水配制成溶液,往所得溶液中滴加適量KSCN溶液,如無明顯現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e3+,如溶液變?yōu)榧t色則說明含F(xiàn)e3+
故答案為:取少量皓礬溶于水配制成溶液,往所得溶液中滴加適量KSCN溶液,如無明顯現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e3+,如溶液變?yōu)榧t色則說明含F(xiàn)e3+

點評 本題綜合考查物質(zhì)的制備、分離、提純等知識,側(cè)重于學生的分析能力、實驗?zāi)芰Φ目疾,為高考常見題型,注意把握實驗的操作原理和步驟,把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì),難度中等.

練習冊系列答案
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13.下列說法正確的是(  )
A.葡萄糖的燃燒熱是2800 kJ•mol-1,則$\frac{1}{2}$C6H12O6(s)+3O2(g)═3CO2(g)+3H2O(l)△H=-1400 kJ•mol-1
B.已知101 kPa時,2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221 kJ•mol-1,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為221 kJ•mol-1
C.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ•mol-1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量
D.已知HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱△H=-57.3 kJ•mol-1,則98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol水的中和熱為-57.3 kJ•mol-1

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A.2.1gB.3.6gC.7.2gD.無法確定

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11.下列操作方法中可行的是(  )
A.用淀粉KI試紙鑒別溴蒸氣和NO2氣體
B.證明Fe2O3是堿性氧化物,可將其與鹽酸混合,觀察現(xiàn)象
C.若NaOH溶液不慎沾到皮膚上,應(yīng)該立即用大量的硫酸清洗
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18.某有機物有多種同分異構(gòu)體.其中含有苯環(huán)且能發(fā)生水解反應(yīng)的有( 。
A.3種B.4種C.5種D.6種

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6.按要求填空(均用序號表示):
①O2和O3  ②一氯甲烷和二氯甲烷    ③正丁烷和異丁烷  ④CH4
CH3CH2CH2CH3   ⑤CH3CH2CH(CH32  和      ⑥氕、氘和氚
其中,
(1)互為同分異構(gòu)體的是③;
(2)互為同系物的是④; 
(3)實際上是同種物質(zhì)的是⑤;
(4)互為同素異形體的是①
(5)互為同位素的是⑥.

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13.把圖b的碎紙片補充到圖a中,可得到一個完整的離子方程式.下列有關(guān)該離子方程式的說法正確的是( 。
A.配平后的化學計量數(shù)依次為3、1、2、6、3
B.若有1 mol S被氧化,則生成2 mol S2-
C.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2
D.2 mol S參加反應(yīng)有3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移

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10.12.4g Na2X含有0.4mol Na+,Na2X的摩爾質(zhì)量為62g/mol,X的相對原子質(zhì)量為16,該物質(zhì)的化學式為Na2O.

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11.2Zn(OH)2•ZnCO3是制備活性ZnO的中間體,以鋅焙砂(主要成分為ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等離子)為原料制備2Zn(OH)2•ZnCO3的工藝流程如圖:

請回答下列問題:
(1)當(NH42SO4、NH3•H2O的混合溶液中存在c(NH4+)=2c(SO42-)時,溶液呈中(填“酸”、“堿”或“中”)性.
(2)“浸取”時為了提高鋅的浸出率,可采取的措施是攪拌、適當加熱、延長浸取時間、多次浸取等(任寫兩種).
(3)“浸取”時加入的NH3•H2O過量,生成MnO2的離子方程式為Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O.
(4)適量S2-能將Cu2+硫化物沉淀而除去,若選擇ZnS進行除雜,是否可行?用計算說明原因:可行,ZnS+Cu2+?CuS+Zn2+,K=$\frac{Ksp(ZnS)}{Ksp(CuS)}$=1.2×1012>>1×105
[已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=1.3×10-36;一般認為反應(yīng)的平衡常數(shù)K>105,該反應(yīng)進行基本完全.]
(5)“沉鋅”的離子方程式為3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O.
(6)上述流程中多次需要過濾,實驗室進行過濾操作需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗.“過濾 III”所得濾液可循環(huán)使用,產(chǎn)品需洗滌干燥后備用,檢驗產(chǎn)品洗滌干凈的操作和現(xiàn)象是取最后一次洗滌液少量于試管中,加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,無白色沉淀生成.

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