Question

13．實驗室用粗鋅（含鉛等雜質）與過量的稀硫酸反應制氫氣的廢液制備硫酸鋅晶體，其流程如下：

已知ZnSO₄的溶解度如下表所示：

溫度/℃	0	10	20	30	40	60	80	100
溶解度/g	41.6	47.5	53.8	61.3	70.5	75.4	71.1	60.5

（1）實驗過程中多次用到如圖所示的過濾裝置，儀器a的名稱為抽濾瓶．
（2）濾渣Ⅰ的主要成分為PbSO₄．X的化學式為ZnO或Zn（OH）₂．
（3）溶解過程中加入的稀硫酸的作用是制備ZnSO₄并抑制ZnSO₄水解．
（4）結晶的操作為蒸發濃縮、冷卻結晶．
（5）用酒精進行洗滌的原因是減少硫酸鋅晶體的損失，容易干燥．

Answer 1

分析 實驗室用粗鋅（含鉛等雜質）與過量的稀硫酸反應制氫氣的廢液制備硫酸鋅晶體，廢液過濾得到濾渣Ⅰ沉淀PbSO₄，濾液中加入氧化鋅或氫氧化鋅調節溶液PH，且不引入鋅的雜質，過濾得到氫氧化鋅，加入稀硫酸溶解且抑制硫酸鋅的水解，通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌干燥得到硫酸鋅晶體；
（1）裝置圖可知為吸濾瓶；
（2）上述分析可知濾渣Ⅰ是鉛和硫酸反應生成的硫酸鉛白色沉淀，X是用來調節溶液PH使鋅離子全部沉淀且不引入新的雜質；
（3）濾渣加入稀硫酸溶解，溶解過程中加入的稀硫酸的作用是制備硫酸鋅，抑制鋅離子的水解；
（4）溶液中得到溶質晶體的方法是通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌干燥得到；
（5）酒精洗滌晶體會減少晶體的損失．

解答 解：實驗室用粗鋅（含鉛等雜質）與過量的稀硫酸反應制氫氣的廢液制備硫酸鋅晶體，廢液過濾得到濾渣Ⅰ沉淀PbSO₄，濾液中加入氧化鋅或氫氧化鋅調節溶液PH，且不引入鋅的雜質，過濾得到氫氧化鋅，加入稀硫酸溶解且抑制硫酸鋅的水解，通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌干燥得到硫酸鋅晶體；
（1）實驗過程中多次用到如圖所示的過濾裝置，儀器a的名稱依據裝置圖可知為抽濾瓶，故答案為：抽濾瓶；
（2）上述分析可知濾渣Ⅰ是鉛和硫酸反應生成的硫酸鉛白色沉淀，X是用來調節溶液PH使鋅離子全部沉淀且不引入新的雜質，可以是ZnO或Zn（OH）₂，
故答案為：PbSO₄；ZnO或Zn（OH）₂；
（3）濾渣加入稀硫酸溶解，溶解過程中加入的稀硫酸的作用是制備硫酸鋅，抑制鋅離子的水解，故答案為：制備ZnSO₄并抑制ZnSO₄水解；
（4）溶液中得到溶質晶體的方法是通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌干燥得到，結晶的操作為蒸發濃縮、冷卻結晶，故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；
（5）硫酸鋅不溶于酒精，酒精易揮發，用酒精進行洗滌的原因是酒精洗滌晶體會減少晶體的損失，故答案為：減少硫酸鋅晶體的損失，容易干燥．

點評 本題考查了物質提純，分離的流程分析判斷，物質現在的理解應用，實驗步驟和試劑選擇是解題關鍵，題目難度中等．