Question

4．ZnSO₄•7H₂O、ZnO等均具有藥用價(jià)值．工業(yè)由粗ZnO（含F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺及其他難溶物）制備ZnSO₄•7H₂O的流程如圖：

（1）步驟①攪拌操作的目的是加快反應(yīng)速率
（2）步驟③、⑤中趁熱過(guò)濾所需硅酸鹽儀器名稱是漏斗、燒杯、玻璃棒，如何證明濾液Ⅱ中沒(méi)有Fe³⁺取少量樣品于試管中，滴加適量KSCN溶液，觀察若溶液出現(xiàn)血紅色，則證明含有Fe³⁺，反之則沒(méi)有Fe³⁺．
（3）試寫(xiě)濾液Ⅰ中加入稀高錳酸鉀溶液時(shí)的離子方程式：
（Ⅰ）MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺；（Ⅱ）2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺；
（4）步驟⑥中調(diào)PH=1的目的為抑制Zn²⁺的水解．

Answer 1

分析 由工藝流程可知，步驟①粗ZnO與硫酸反應(yīng)，通過(guò)攪拌可以加快反應(yīng)速率，結(jié)合步驟④加入高錳酸鉀，調(diào)節(jié)pH=4，有氫氧化鐵、二氧化錳生成，根據(jù)控制的PH值及原子守恒、電荷守恒可知，都有水參加反應(yīng)，同時(shí)還生成氫離子，④發(fā)生反應(yīng)：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，故步驟②加入ZnO，調(diào)節(jié)溶液pH=4，是使溶液中一些離子轉(zhuǎn)化為沉淀，由于鋅離子水解，步驟⑥中調(diào)pH=1目的是抑制Zn²⁺的水解，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾得到ZnSO₄•7H₂O．

解答 解：由工藝流程可知，步驟①粗ZnO與硫酸反應(yīng)，通過(guò)攪拌可以加快反應(yīng)速率，結(jié)合步驟④加入高錳酸鉀，調(diào)節(jié)pH=4，有氫氧化鐵、二氧化錳生成，根據(jù)控制的PH值及原子守恒、電荷守恒可知，都有水參加反應(yīng)，同時(shí)還生成氫離子，④發(fā)生反應(yīng)：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，故步驟②加入ZnO，調(diào)節(jié)溶液pH=4，是使溶液中一些離子轉(zhuǎn)化為沉淀，由于鋅離子水解，步驟⑥中調(diào)pH=1目的是抑制Zn²⁺的水解，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾得到ZnSO₄•7H₂O．
（1）步驟①中酸浸過(guò)程中攪拌，使反應(yīng)物充分接觸，可以加快反應(yīng)速率，
故答案為：加快反應(yīng)速率；
（2）步驟③、⑤中趁熱過(guò)濾所需硅酸鹽儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒，證明濾液Ⅱ中沒(méi)有Fe³⁺ 的實(shí)驗(yàn)方案為：取少量樣品于試管中，滴加適量KSCN溶液，觀察若溶液出現(xiàn)血紅色，則證明含有Fe³⁺，反之則沒(méi)有Fe³⁺，
故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；取少量樣品于試管中，滴加適量KSCN溶液，觀察若溶液出現(xiàn)血紅色，則證明含有Fe³⁺，反之則沒(méi)有Fe³⁺；
（3）由工藝流程可知，加入高錳酸鉀有氫氧化鐵、二氧化錳生成，應(yīng)是高錳酸根氧化亞鐵離子生成氫氧化鐵、二氧化錳，高錳酸根氧化錳離子生成二氧化錳，根據(jù)控制的PH值及原子守恒、電荷守恒可知，都有水參加反應(yīng)，同時(shí)還生成氫離子，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，
故答案為：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺；2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺；
（4）鋅離子水解，流程⑥中調(diào)pH=1目的是：抑制Zn²⁺的水解，故答案為：抑制Zn²⁺的水解．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)工藝流程流程、物質(zhì)的分離提純、實(shí)驗(yàn)控制條件的分析評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，題目難度較大，理解工業(yè)流程是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與運(yùn)用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力，注意解題中并不需要對(duì)工業(yè)流程中每一步驟都清楚．