Question

（12分）化學實驗室通常用粗鋅和稀硫酸反應制氫氣，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，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）。某校化學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。
(l）制備皓礬的實驗流程如下圖所示。
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)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.6	9.6
Zn(OH)2	5.7	8.0

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，應選用        ，作用：                                。
② 加入的試劑②調節pH，可選用          或         ，用離子方程式表示其原理
                                                                 。
③有同學提出，應將晶體1加入稀硫酸中溶解，原因是                  。
④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                   。
(2）檢驗皓礬中是否含有Fe元素的操作（試劑自選）                        。

Answer 1

（l）① 20％的H₂O₂（1分）；Fe²⁺氧化為Fe³⁺，方便除雜（1分）
②ZnO或Zn(OH)₂（各1分）；Fe³⁺+3H₂O Fe(OH)₃+3H⁺  ZnO+2H⁺= Zn²⁺+H₂O（2分）。③稀硫酸可抑制ZnSO₄的水解，防止產生Zn(OH)₂雜質（2分）
④防止晶體溶解，減少損失（2分）。
（2）取少量皓礬溶于水配制成溶液，往所得溶液中滴加幾滴氯水，再加入適量KSCN溶液，如無明顯現象說明不含Fe³⁺，如溶液變為紅色則說明含Fe³⁺。（2分）

試題分析：（1）該制備流程首先為除去廢液中的Fe雜質，然后得到含Zn^2＋的溶液，接著，就是結晶，溶解，結晶，洗滌。由沉淀PH范圍可知，把Fe^2＋氧化成Fe^3＋，更方便除雜。加入試劑②調節pH，選用既可以達到這目的的，也要滿足能不帶進雜質。ZnSO₄能夠水解，故加入稀硫酸，利用同離子效應可以抑制水解，防止產生Zn(OH)₂雜質。
（2）檢驗是否含有鐵元素，可以取少量皓礬溶于水配制成溶液，往所得溶液中滴加幾滴氯水，再加入適量KSCN溶液，如無明顯現象說明不含Fe³⁺，如溶液變為紅色則說明含Fe³⁺。
點評：此題考核了利用調節PH來除雜的問題，要遵從不帶進其他雜質的原則，同時要注意對于弱酸堿鹽，要防止它的水解。