Question

用Zn（主要含有Fe、Al、Pb杂质）和硫酸来制取H₂，利用制氢废液制备硫酸锌晶体(ZnSO₄·7H₂O)、Al₂O₃和Fe₂O₃，流程如下：

已知Al³⁺、Fe³⁺、Zn²⁺的氢氧化物完全沉淀的pH分别为5.2、4.1和8.5，ZnSO₄·7H₂O晶体易溶于水，易风化。回答下列问题：

(1)调节pH=2的目的是______________，调节pH=2，可加入_________（填化学式）。

(2)写出生成沉淀3的化学方程式：______________________。

(3)加热浓缩ZnSO₄溶液出现极薄品膜时，要停止加热的主要原因是_____________。

(4)某同学用如图所示的装置抽滤。

①有关抽滤的说法正确的是__________。

A.抽滤的目的主要是得到较干燥的沉淀

B．滤纸的直径应略小于漏斗内径，又能盖住全部小孔

C．图中有一处出错

D．抽滤结束，从吸滤瓶的支管口倒出滤液

②抽滤，洗涤沉淀的具体操作是___________________________。

(5)为得到干燥的ZnSO₄·7H₂O产品，选择干燥方法是________。

A.加热烘干                    B．用浓H₂SO₄干燥

C．用酒精洗干                 D．在空气中白然干燥

Answer

防止Zn2+水解，Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+ H2SO4 NaHCO3+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+Na2CO3 防止失去结晶水 B 先关小水龙头，加入洗涤剂浸满沉淀物，使洗涤剂缓慢通过沉淀物 C

【解析】试题分析：本题主要考查盐类水解原理的应用、结晶水合物的稳定性、抽滤操作、结晶水合物的干燥等知识。

解析：调节pH=5.2时，沉淀的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3，滤液中含有ZnSO4 ，调节滤液pH=2可以抑制ZnSO4水解，防止生成Zn(OH)2，同时为了避免引入杂质，应当使用H2SO4。正确答案：抑制Zn2+水解、H2SO4。（2）沉淀Al(OH)3、Fe(OH)3在NaOH作用下生成NaAlO2，Fe(OH)3不参加反应，过滤后滤液中含有NaAlO2、NaOH，加入NaHCO3后，反应生成的沉淀是Al(OH)3，正确答案：NaHCO3+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+Na2CO3。（3）由于ZnSO4·7H2O晶体易风化，加热浓缩ZnSO4溶液时，结晶得到的晶体容易分解失去结晶水。正确答案：防止失去结晶水。（4）抽滤属于过滤，但抽滤速度比较快，而且过滤较彻底，所以A错误。为了防止滤纸边缘不能与抽滤漏斗侧壁完全贴合，所以抽滤的滤纸要略小于漏斗内径，但是必须盖住所有小孔，B正确。原装置图中安全瓶连接吸滤瓶的导管不能伸入安全瓶中太长，布氏漏斗下端斜口不能距离吸气口太近，C错误。试验结束后，滤液从吸滤瓶上口倒出，D错误。洗涤沉淀时，先调小吸滤气压差，再在抽滤漏斗中加入水浸没沉淀物。正确答案：B、先关小水龙头，加入洗涤剂浸满沉淀物，使洗涤剂缓慢通过沉淀物。（5）ZnSO4·7H2O晶体易风化，加热烘干会导致晶体失去结晶水，A错误。浓硫酸具有强烈的吸水性，用浓硫酸干燥也会使晶体失去结晶水，B错误。酒精能够溶解水，但不会导致晶体失去结晶水，洗涤后酒精低温下就很容易挥发，C正确。空气中自然干燥也会风化，D错误。正确答案C。

点睛：NaHCO3既能结合H+反应生成CO2，又能提供H+反应生成Na2CO3，两种倾向主要取决于另一反应物的性质。常见的与HCl反应时，HCl提供H+反应生成NaCl、CO2和H2O；与NaOH反应时，NaOH结合H+，反应生成Na2CO3和H2O。NaAlO2结合H+能力很强，所以反应后生成Na2CO3， NaAlO2结合H+生成Al(OH)3沉淀。