Question

4．ZnSO₄•7H₂O、ZnO等均具有药用价值．工业由粗ZnO（含Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺及其他难溶物）制备ZnSO₄•7H₂O的流程如图：

（1）步骤①搅拌操作的目的是加快反应速率
（2）步骤③、⑤中趁热过滤所需硅酸盐仪器名称是漏斗、烧杯、玻璃棒，如何证明滤液Ⅱ中没有Fe³⁺取少量样品于试管中，滴加适量KSCN溶液，观察若溶液出现血红色，则证明含有Fe³⁺，反之则没有Fe³⁺．
（3）试写滤液Ⅰ中加入稀高锰酸钾溶液时的离子方程式：
（Ⅰ）MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺；（Ⅱ）2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺；
（4）步骤⑥中调PH=1的目的为抑制Zn²⁺的水解．

Answer 1

分析 由工艺流程可知，步骤①粗ZnO与硫酸反应，通过搅拌可以加快反应速率，结合步骤④加入高锰酸钾，调节pH=4，有氢氧化铁、二氧化锰生成，根据控制的PH值及原子守恒、电荷守恒可知，都有水参加反应，同时还生成氢离子，④发生反应：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，故步骤②加入ZnO，调节溶液pH=4，是使溶液中一些离子转化为沉淀，由于锌离子水解，步骤⑥中调pH=1目的是抑制Zn²⁺的水解，再经过蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到ZnSO₄•7H₂O．

解答 解：由工艺流程可知，步骤①粗ZnO与硫酸反应，通过搅拌可以加快反应速率，结合步骤④加入高锰酸钾，调节pH=4，有氢氧化铁、二氧化锰生成，根据控制的PH值及原子守恒、电荷守恒可知，都有水参加反应，同时还生成氢离子，④发生反应：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，故步骤②加入ZnO，调节溶液pH=4，是使溶液中一些离子转化为沉淀，由于锌离子水解，步骤⑥中调pH=1目的是抑制Zn²⁺的水解，再经过蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到ZnSO₄•7H₂O．
（1）步骤①中酸浸过程中搅拌，使反应物充分接触，可以加快反应速率，
故答案为：加快反应速率；
（2）步骤③、⑤中趁热过滤所需硅酸盐仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒，证明滤液Ⅱ中没有Fe³⁺ 的实验方案为：取少量样品于试管中，滴加适量KSCN溶液，观察若溶液出现血红色，则证明含有Fe³⁺，反之则没有Fe³⁺，
故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；取少量样品于试管中，滴加适量KSCN溶液，观察若溶液出现血红色，则证明含有Fe³⁺，反之则没有Fe³⁺；
（3）由工艺流程可知，加入高锰酸钾有氢氧化铁、二氧化锰生成，应是高锰酸根氧化亚铁离子生成氢氧化铁、二氧化锰，高锰酸根氧化锰离子生成二氧化锰，根据控制的PH值及原子守恒、电荷守恒可知，都有水参加反应，同时还生成氢离子，反应的离子方程式为：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，
故答案为：MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺；2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺；
（4）锌离子水解，流程⑥中调pH=1目的是：抑制Zn²⁺的水解，故答案为：抑制Zn²⁺的水解．

点评 本题考查化学工艺流程流程、物质的分离提纯、实验控制条件的分析评价、实验方案设计，题目难度较大，理解工业流程是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力，注意解题中并不需要对工业流程中每一步骤都清楚．