题目内容

（14分）某科研小组设计出利用工业废酸（10%H2SO4）来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。

已知：298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2＋
6．34
9．7
Fe3＋
1．48
3．2
Zn2＋
6．2
8．0
请回答下列问题：
（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，这是由于相同温度下：Ksp（CuS）        Ksp（ZnS）（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）你认为在除铁过程中选用下列物质中的    （填序号）作为试剂甲是比较合适的。
A．KMnO4          B．HNO3          C．H2O2              D．Cl2
（3）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在        范围之间。
（4）请写出加甲物质后，加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe（OH）3反应的离子方程式                                                  。
（5）298K时，残留在乙溶液中的c（Fe3＋）在 __          mol/L以下。
[Fe（OH）3的= 2．70×10-39]
（6）乙的溶液可直接用作氮肥，则乙的化学式是          。
（7）请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式                        。
（1）＜       （2）C   （3）3．2~6．2
（4）Fe3++3NH3·H2O ="==" Fe（OH）3↓+3 NH4+
（5）2．7×10-20.4
（6）（NH4）2SO4
（7）2ZnSO4 +NH4HCO3 +3 NH3·H2O="=" Zn2（OH）2CO3 ↓+2（NH4）2 SO4 + H2O
（1）ZnS和CuS均存在溶解平衡:ZnS（s）ZnS（aq）=Zn2＋＋S2－  CuS（s）CuS（aq）=Cu2＋＋S2－，当c(H+)增大的情况下，c(S2－)减小的情况下，前者平衡正向移动，即离子积c(Zn2＋)×c(S2－)小于Ksp（ZnS），并且离子积c(Cu2＋)×c(S2－)大于Ksp（CuS），则Ksp（ZnS）较大
（2）从表格数据可知，在较低pH下Fe3＋已经全部沉淀完全，但Fe2＋与Zn2＋沉淀的pH范围重合，故需要先用氧化剂将Fe2＋氧化，再沉淀除去，为不引入杂质同时不能与加入的氨水反应，H2O2最合适：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O
（3）由所给数据可知，为保证Fe3＋沉淀完全，但Zn2＋不能沉淀，可将pH控制在3．2~6．2之间
（4）Fe3++3NH3·H2O ="==" Fe（OH）3↓+3 NH4+
（5）乙溶液中pH最小为6.2，c(OH—)最小为10—6.2mol/L，c（Fe3＋）最大为=2．7×10-20.4mol/L
（6）（NH4）2 SO4
（7）由流程中参加反应的物质及生成物可知发生的反应为：2ZnSO4 +NH4HCO3 +3 NH3·H2O="=" Zn2（OH）2CO3 ↓+2（NH4）2 SO4 + H2O
练习册系列答案
相关题目
(15 分) S2Cl2是工业上常用的硫化剂，实验室制备S2Cl2的反应原理有两种：
① CS2＋3Cl2℃CCl4＋S2Cl2；② 2S＋Cl2℃S2Cl2。
已知：S2Cl2易与水反应，S2Cl2＋Cl22SCl2。
下列是几种物质的熔沸点和反应装置图

物质
沸点/℃
熔点/℃
S
445
113
CS2
47
－109
CCl4
77
－23
S2Cl2
137
－77
（1）利用上图装置（部分夹持仪器已略去）来制备S2Cl2，反应原理是          （填写以上两种反应原理的数字序号）
（2）若装置C更换成干燥管，则装置C中可选用的固体试剂是                      。
（3）D装置中冷凝管的作用是               ；反应结束后，将D装置锥形瓶内的混合物中分离出产物的方法是                 。
（4）S2Cl2与足量水反应有黄色沉淀生成，产生的无色气体能使品红溶液褪色，则该反应的化学方程式为                                    。
（5）为了提高制得的产品S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和                 。
（6）上图尾部装置不够完善，存在的问题是                                      。
草酸晶体(H2C2O4·2H2O)  100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是（图中加热装置已略去）
I．课本中介绍了乙醇氧化的实验：把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰加热，待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2 mL乙醇的试管里，反复操作几次。注意闻生成物的气味，并观察铜丝表面的变化。
（1）实验室可用化学方法替代“闻生成物的气味”，写出该化学方法的化学反应方程式__________________________________________________。
（2）某同学在探究“闻生成物的气味”的替代方法时，偶然发现向溴水中加入乙醛溶液，溴水褪色。该同学为解释上述现象，提出两种猜想：①溴水将乙醛氧化为乙酸；②溴水与乙醛发生加成反应。请你设计一个简单的实验，探究哪一种猜想正确?
                                                 
Ⅱ．某课外活动小组利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛(试管丙中用水吸收产物)，图中铁架台等装置已略去。实验时，先加热玻璃管中的铜丝，约lmin后鼓入空气。请填写下列空白：

（1）乙醇发生催化氧化的化学反应方程式为________________________________________。
（2）实验时，常常将甲装置浸在70℃～80℃的水浴中，目的是____________________；由于装置设计上的缺陷，实验进行时可能会______________________________。
（3）反应发生后，移去酒精灯，利用反应自身放出的热量可维持反应继续进行。进一步研究表明，鼓气速度与反应体系的温度关系曲线如图所示。

试解释出现图中现象的原因：______________________________；你认为该实验中“鼓气速度”这一变量可用______________________________来计量。
（9分）
某中学高一化学兴趣小组的同学，在实验室探究用过量的锌与浓硫酸反应制取SO2。         
(1)这样制取的SO2中可能含有的杂质有      和      。
(2)某同学用下列装置连接成一整套实验装置以验证①的判断是否正确，若按气体从左到右流向时，气体流经的各装置导管的编号依次是   →   →   →   →   → (用a、b……填写；每套装置只允许使用一次)。

(3)根据②确定的实验过程，请将实验时有关装置中所盛药品、实验现象、结论填入下表：
装置
所盛药品
实验现象
结论
B
 
 
 
C
 CuO固体
 
 
D
无水CuSO4
 
（13分）．Ⅰ、研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验，装置如下图（a为活塞，加热及固定装置已略去）

①连接仪器、              、加药品后，打开a，然后滴入浓硫酸，加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是：
                                                           。
③从品红溶液中观察到的现象说明SO2具有                 性。  
④高锰酸钾溶液中的实验现象是                          。
Ⅱ、上述实验中NaOH溶液用于吸收剩余的SO2生成Na2SO3，Na2SO3是抗氧剂。向烧碱和Na2SO3混合溶液中加入少许溴水，振荡后溶液变为无色。
（1）写出在碱性中Br2氧化Na2SO3的离子方程式        
（2）反应后的溶液含有SO32－、SO42－、Br－、OH－等阴离子，请填写鉴定其中SO42－和Br－的实验报告（步骤可增减）。
限选试剂：2 mol·L－1 HCl；1 mol·L－1 H2SO4；l mol·L－1 BaCl2；l mol·L－1 Ba(NO3)2；
0.1 mol·L－1 AgNO3；CCl4；新制饱和氯水。
编号
实验操作
预期现象和结论
步骤①
 
有白色沉淀生成，证明待测液中含SO42－。
步骤②
 
 
步骤③
 
 
……
 
 
某化学探究学习小组设计如下图装置制取硝酸。（图中的夹持和加热仪器均已略去）
实验中可供使用的药品有：Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、Na2O2、NaOH溶液、水。

请回答下列问题：
（1）装置C中发生反应的化学方程式是　 　　。装置D中发生反应的化学方程式是　　　　　　　。
（2）撤去装置C中的加热装置后，铂丝仍然保持红热，这是因为：　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）实验过程中，要使NH4HCO3充分转化为HNO3，还要在装置C中通入氧气。利用上述药品制取氧气，可以选用下列装置中的　　　　　　　　　　　　　。（填序号）

　　　　①　　　    　②　　　　　  ③　　　　④　　　　
（4）装置E中盛放的是　　　　　　　　溶液，其作用是　　　　　　　　　　　　　   　　　　。
（5）实验中，为了省略制氧气的装置，可以在A中再加入上述提供药品中的一种物质，它是　　　　　　。
（13分）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
【实验】用葡萄糖制备银镜，并与Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。
【提出假设】
假设1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。
假设2：Fe(NO3)3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。
【设计实验方案，验证假设】
（1）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式：                        。甲同学还发现用同浓度FeCl3，Fe(NO3)3溶解银镜，FeCl3溶液溶解Ag的反应更快更完全，请解释其原因：　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示： NO3-在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。
实验步骤（不要求写具体操作过程）
预期现象和结论
①
②
……
若银镜消失，假设2成立。
若银镜不消失，假设2不成立。
【思考与交流】
（3）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe(NO3)3溶液中的Fe3＋和NO3－都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论      ，并简述理由：                            。
下面是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程：
【研究课题】探究乙二酸的某些性质
【查阅资料】乙二酸（HOOC-COOH）俗称草酸，其主要物理常数如下：
名称
乙二酸
乙二酸晶体
分子式
H2C2O4
H2C2O4·2H2O
颜色状态
无色固体
无色晶体
溶解度（g）
8.6（20℃）
—
熔点（℃）
189.5
101.5
密度（g·cm-3）
1.900
1.650
又知草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解。草酸钙不溶于水。根据上述材料提供的信息，回答下列问题：
【提出猜想】
[猜想一]根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
[设计方案]
(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O，并设计了探究实验，实验装置如下（草酸晶体分解装置略）。

限选试剂：澄清石灰水、冰水混合物、碱石灰、氧化铜、无水硫酸铜（已知草酸蒸气也可使澄清石灰水变浑浊，草酸蒸气在低温下可冷凝为固体）。请回答下列问题：
①B装置中所装药品为                 ，
② CO2的检验装置是     (填上面装置编号，下同)，CO的检验装置是          。
③装置A的作用是                                                。
[猜想二]乙二酸具有弱酸性
[设计方案]
（2）该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是       （填字母）。
A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色
B．测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C．测定草酸钠（Na2C2O4）溶液的pH
D．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出
[猜想三]乙二酸具有还原性
[设计方案]
（3）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式：
  MnO4- +    H2C2O4 +    H+ =    Mn2+ +    CO2↑+    H2O
（4）利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的含量，方法是：称取该样品0.12 g，加适量水完全溶解，然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），滴定前后滴定管中的液面读数如图所示，则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为              。

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