Question

某化工厂生产皓矾，结晶前的饱和溶液（呈酸性）中含有少量Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺等杂质．已知0.01mol/L的Fe³⁺开始沉淀到完全沉淀的pH范围是2.7～3.7；ZnSO₄饱和溶液（0.34mol/L）中Zn²⁺开始沉淀到完全沉淀的pH范围是5.7～8.0；当pH＜5.7时，Na₂CO₃、ZnCO₃发生酸解生成CO₂．该厂除杂及生产的工艺流程如图所示：

（1）加入的试剂②最好是______（填名称），其主要作用是______．
（2）为了调整溶液的pH，加入试剂③，供选用的试剂有NaOH、Na₂CO₃、ZnCO₃、NH₃•H₂O、Ca（OH）₂等，应当选用______，理由是______．
（3）从溶液中获得皓矾的操作依次是______．

Answer

要除去溶液中的杂质，在步骤①中加入过量的铁粉，发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+和Fe+Cu2+=Fe2++Cu，过滤，除去置换出来的铜和剩余的铁粉，所得滤液中含有的金属离子是Fe2+和Zn2+．根据题干中所给出的信息可知，需先将Fe2+氧化为Fe3+，然后再将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀除去，在选择氧化剂时，既要能氧化Fe2+又不引入新的杂质，不宜选用Cl2、KMnO4、HNO3等氧化剂，加入的试剂②为双氧水（H2O2的水溶液）最适宜．只要调整溶液的pH在2.7～5.7的范围内，Fe3+可以完全沉淀而除去，Zn2+不会沉淀，加入的试剂③可以是ZnCO3，能控制pH在5.7附近，且不引入杂质离子．
【解析】
（1）需先将Fe2+氧化为Fe3+，然后再将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀除去，在选择氧化剂时，既要能氧化Fe2+又不引入新的杂质，不宜选用Cl2、KMnO4、HNO3等氧化剂，加入的试剂②为双氧水（H2O2的水溶液）最适宜，
故答案为：过氧化氢； 将Fe2+氧化成Fe3+；
（2）只要调整溶液的pH在2.7～5.7的范围内，Fe3+可以完全沉淀而除去，Zn2+不会沉淀，加入的试剂③是ZnCO3，能控制pH在5.7附近，且不引入杂质离子，
故答案为：ZnCO3； 能控制pH在5.7附近，且不引入杂质离子；
（3）从溶液中获得皓矾，应先将溶液进行蒸发浓缩，冷却后进行结晶，然后过滤，由于固体具有吸附能力，固体表面吸附溶液中的离子，最后要进行洗涤．
故答案为：蒸发、冷却、过滤、洗涤．