Question

ZnSO₄?7H₂O 多為無色透明結晶狀粉末，應用十分廣泛．其制備過程如下如圖1：

已知：①金屬活動性：Zn 大于Cd 和Ni．
②沉淀完全的pH 值范圍：Fe（OH）₃ 2.7～3.7；Zn（OH）₂ 7～8
根據(jù)題意完成下列填空：
（1）步驟②中調節(jié)溶液pH=4 適宜加入的試劑是

 

．（用相應的編號填寫）
A．NaOH 溶液  B．ZnO  C．Zn₃（OH）₄CO₂?H₂O D．氨水
（2）步驟③中加KMnO₄的作用是氧化Fe²⁺和Mn²⁺，使其以MnO₂和Fe（OH）₃沉淀的形式除去．請配平：

 

MnO₄^-+

 

Mn²⁺+

 

H₂O=

 

MnO₂+

 

H⁺
寫出氧化Fe²⁺的離子反應方程式：

 

．
（3）步驟④中加少量Zn粉的目的是

 

．步驟⑤中調節(jié)pH=1 的目的是

 

（用必要的反應方程式和文字說明）．
（4）步驟②③④⑤中均需用抽濾裝置，過濾結束后，取出所得沉淀物的方法是

 

．
（5）用電子天平稱取所得晶體0.820g 置于燒杯中，用稀硫酸溶解后，移入250mL 容量瓶，洗滌后定容，用移液管移取25.00mL 置于錐形瓶中，用0.0100mol/L EDTA 滴定，滴定曲線（pZn=-lgc（Zn²⁺）與V（EDTA））如圖3所示．下列有關用移液管移取25.00mL 溶液的正確操作是

 

．若滴定反應為：Zn²⁺+EDTA=Zn²⁺-EDTA，則該樣品的純度是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）氫氧化鐵沉淀完全的pH值范圍：2.7～3.7，調節(jié)溶液pH=4的目的是除去鐵離子，除去舊雜質不能引入新雜質，據(jù)此解答即可；
（2）依據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒配平方程式即可；
（3）由于金屬活動性：Zn大于Cd和Ni，在步驟④中加少量Zn粉的目的是除去Cd²⁺和Ni²⁺離子，由于鋅離子在水中存在水解反應，故調節(jié)pH=1的目的是抑制鋅離子水解；
（4）依據(jù)從漏斗上取下固體的方法解答即可，注意手的分工操作與接收容器可以是潔凈的濾紙或表面皿；
（5）認真觀察圖象，找出突變的點，然后依據(jù)所給方程式計算即可．

解答： 解：（1）由于Fe（OH）₃沉淀完全的pH值范圍是：2.7～3.7，故調節(jié)溶液pH=4的目的是除去鐵離子，除去舊雜質不能引入新雜質，A中引入鈉離子，D中引入銨根，故AD錯誤，BC正確，故選BC；
（2）KMnO₄具有強氧化性，加入它的作用是氧化Fe²⁺和Mn²⁺，依據(jù)得失電子守恒，離子反應方程式分別為：2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂+4H⁺，MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+5H⁺+MnO₂，故答案為：2、3、2、5、4；MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+5H⁺+MnO₂；
（3）金屬活動性：Zn大于Cd和Ni，在步驟④中加少量Zn粉的目的是除去Cd²⁺和Ni²⁺離子，由于鋅離子在水中存在水解反應：Zn²⁺+2H₂O?Zn（OH）₂+2H⁺，故調節(jié)pH=1的目的是抑制鋅離子水解，故答案為：除去Cd²⁺和Ni²⁺雜質離子；因為Zn²⁺+2H₂O?Zn（OH）₂+2H⁺，調節(jié)pH=1，可以使上述平衡向逆反應方向移動，達到抑制Zn²⁺水解的目的；
（4）過濾結束后，取出所得沉淀物的方法是：將漏斗從抽濾瓶上取下，左手握漏斗管，倒轉，用右手“拍擊”左手，使固體連同濾紙一起落入潔凈的紙片或表面皿上，故答案為：將漏斗從抽濾瓶上取下，左手握漏斗管，倒轉，用右手“拍擊”左手，使固體連同濾紙一起落入潔凈的紙片或表面皿上；
（5）0.820g ZnSO₄?7H₂O 配制成溶液，取出25mL，依據(jù)表格所知：在EDTA的體積為20mL時達到滴定終點，依據(jù)Zn²⁺+EDTA=Zn²⁺-EDTA有：0.0100mol/L×20mL=25mL×c，解c=0.008mol/L，故原溶液中溶質的質量為：0.008mol/L×25mL×

250

25

×287g/mol×10^-3=0.574g，故含量為：

0.574g

0.820g

×100%=70%，故答案為：70%．

點評：本題主要考查的是工業(yè)生產硫酸鋅的無機流程，涉及實驗室常見操作、金屬活動性順序、氧化還原反應、離子反應方程式書寫、含量計算等，綜合性較強，難度較大．