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Al^3＋、Fe^3＋、Zn^2＋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溶液出现极薄晶膜时，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________(填字母)。

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________(填字母)。

A．加热烘干

B．用浓H₂SO₄干燥

C．用酒精洗干

D．在空气中自然干燥

Answer

抑制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】(1)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；(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，化学方程式：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；(4)①抽滤属于过滤，但抽滤速度比较快，而且过滤较彻底，选项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，选项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，布氏漏斗下端斜口应对抽气嘴，选项C错误；实验结束后，滤液从吸滤瓶上口倒出，选项D错误。答案选B；②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；(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。答案选C。