题目内容

(2010?启东市模拟)锌钡白是一种白色颜料.工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓.以下是工业生产流程.请回答有关问题:

Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯有关资料:已知Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等.
(1)②中使用的氧化剂最好是下列的
B
B
(填序号),理由是
不会引入杂质
不会引入杂质

        A.Cl2        B.H2O2          C.KMnO4         D.浓HNO3
(2)写出反应④的离子方程式:
ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-
ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-

(3)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程中步骤
产生的
CO2
CO2
可以用于步骤
(其中步骤选填①、②、③、④、⑤).

Ⅱ.BaS溶液的制备
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s);△H=-1473.2kJ?mol-1
C(s)+-O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ?mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(s);△H=-460kJ?mol-1
重晶石(BaSo4)矿粉、煤粉
煅烧还原
BaS+CO↑
水浸取
过滤
BaS溶液
(4)煅烧还原的热化学方程式为:
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ?mol-1
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ?mol-1

(5)经检验BaS的水溶液呈碱性,原因是(用离子方程式表示)
S2-+H2O?HS-+OH-
S2-+H2O?HS-+OH-


Ⅲ.制取锌钡白
(6)Ⅰ中步骤⑤使用硫酸的量要适当,如果所得溶液的酸性过强,产生的后果是
酸性过强,与BaS溶液混合是可能产生H2S气体污染,锌钡白的产率会降低
酸性过强,与BaS溶液混合是可能产生H2S气体污染,锌钡白的产率会降低
分析:(1)依据反应后的产物和实验目的分析,氧化剂是隐含亚铁离子,选择氧化剂不能引入新的杂质;
(2)依据流程图分析反应为和产物,结合反应原理书写离子方程式;
(3)循环利用节能减排,步骤①产生的二氧化碳通入步骤④中可以循环利用;
(4)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(5)硫化钡水溶液中水解显碱性;
(6)硫酸过量会生成有毒气体硫化氢污染环境,减少锌钡白的产量.
解答:解:(1)ZnCO3,FeCO3、Cu2(OH)2CO3都能溶液足量5mol/L硫酸溶液中,生成ZnSO4,FeSO4,CuSO4,CO2,H2O;SiO2不溶于硫酸,步骤①得到滤渣为SiO2;滤液为ZnSO4,FeSO4,CuSO4,H2O;步骤②用氧化剂是氧化亚铁离子;
A、氯气做氧化剂氧化亚铁离子会引入氯离子,且氯气有毒,故A不选;
B、过氧化氢做氧化剂被还原为水,不引入新的杂质,过量的过氧化氢加热胡分解生成氧气和水,故B正确;
C、KMnO4 做氧化剂会引入K+,MnO4-,故C错误;
D、浓HNO3做氧化剂会被还原为有毒气体NO2,引入杂质离子NO3-,故D错误;
故答案为:B;不会引入新的杂质离子;
(2)偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体会生成氢氧化铝沉淀,由此推断步骤④发生的反应是Na2ZnO2,NaOH和二氧化碳反应滤渣为Zn(OH)2,滤液为NaHCO3,反应的离子方程式为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-
(3)步骤④中的CO2气体来自步骤①酸浸反应放出的气体,可以节能减排,故答案为:①;CO2;④;
(4)①Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s);△H=-1473.2kJ?mol-1
②C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ?mol-1
③Ba(s)+S(s)=BaS(s);△H=-460kJ?mol-1
依据盖斯定律②×4-③-①得到热化学方程式为:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ?mol-1
故答案为:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ?mol-1
(5)经检验BaS的水溶液呈碱性说明硫离子水解的原因,反应的离子方程式为S2-+H2O?HS-+OH-,故答案为:S2-+H2O?HS-+OH-
(6)若步骤⑤为氢氧化锌和改过了硫酸反应,所得溶液中含有硫酸锌和硫酸,与BaS反应可以制的锌钡白,同时过量硫酸和BaS反应生成有毒气体H2S污染空气,减少锌钡白的产量,
故答案为:酸性过强,与BaS溶液混合是可能产生H2S气体污染,或锌钡白的产率会降低.
点评:本题考查了物质制备流程分析判断,环节中所得物质成分分析,除杂试剂选择,循环利用的物质推断,离子方程式、热化学方程式书写,实验方案的评价,题目难度中等.
练习册系列答案
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(1)A的分子式是
C10H12O2
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(2)已知:
ⅰ.(R1、R2、R3代表烃基)
ⅱ.
又知,A在一定条件下能发生如下转化,某些生成物(如H2O等)已略去.

请回答:
①步骤Ⅰ的目的是
保护酚羟基
保护酚羟基

②若G为碳酸,则E的结构简式是
HCOOH
HCOOH
③F→H的反应类型是
缩聚反应
缩聚反应

④F在一定条件下可发生酯化反应,生成M(M与FeCl3反应,溶液呈紫色;且分子结构中含有苯环和一个七元环)请写出该反应的化学方程式

⑤A的结构简式是
;上述转化中B→D的化学方程式是

(3)已知A的某种同分异构体N具有如下性质:
①N与FeCl3反应,溶液呈紫色;
②N在一定条件下可发生银镜反应,N与H2在苯环侧链上按照物质的量之比1:1作用后的生成物不能发生消去反应;
③在通常情况下,1mol N能与含1mol Br2的浓溴水发生取代反应;
④N分子中苯环上的取代基上无支链.
请写出:N可能的结构简式
(写一种即可).
(4)请设计合理方案,完成从到的合成路线(用合成路线流程图表示,并注明反应条件).
提示:①;合成过程中无机试剂任选;②合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH
H2SO4
170℃
CH2=CH2
高温、高压
催化剂

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