题目内容
硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如图下：
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是____________________________________。
（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
□Fe（OH）2＋□______＋□______=□Fe（OH）3＋□Cl－
（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是________________。
（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为___。
| | Mg（OH）2 | Zn（OH）2 | MgCO3 | CaCO3 |
| 开始沉 淀的pH | 10.4 | 6.4 | | |
| 沉淀完全 的pH | 12.4 | 8.0 | | |
| 开始溶 解的pH | | 10.5 | | |
| Ksp | 5.6×10－12 | | 6.8×10－6 | 2.8×10－9 |
（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是________（选填序号）。
a．大理石粉 b．石灰乳 c．纯碱溶液 d．烧碱溶液
（6）“滤液4”之后的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。
（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。
（1） 增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积，使反应更加充分
（2） 
（3）FeO（OH）（或其他合理答案）
（4）8.0≤pH≤10.4（或其他合理答案）
（5）b或（b和d）或d
（6）蒸发浓缩、冷却结晶（或其他合理答案）
（7）
（或其他合理答案）
解析
如图所示，横坐标为溶液的pH值，纵坐标为Zn2＋离子或Zn(OH)42—离子物质的量浓度的对数，回答下列问题。
(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为：________。
(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积(Ksp)＝________。
(3)某废液中含Zn2＋离子，为提取Zn2＋离子可以控制溶液中pH值的范围是________________________。
(4)已知：往ZnCl2溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl2白色晶体；25℃时，PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下：
| c(HCl)/( mol·L－1) | 0.50 | 1.00 | 2.04 | 2.90 | 4.02 | 5.16 | 5.78 |
| c(PbCl2)/( mol·L－1)×10－3 | 5.10 | 4.91 | 5.21 | 5.90 | 7.48 | 10.81 | 14.01 |
根据上表数据判断下列说法正确的是________(填字母序号)。
A．随着盐酸浓度的增大，PbCl2固体的溶解度先变小后又变大
B．PbCl2固体在0.50 mol·L－1盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度
C．PbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子(如配合离子)
D．PbCl2固体可溶于饱和食盐水
水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。要保护好河流，河水是主要的饮用水源，污染物通过饮用水可直接毒害人体，也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。
请回答下列问题：
(1)纯水在100 ℃时，pH＝6，该温度下1 mol·L－1的NaOH溶液中，由水电离出的
c(OH－)＝________ mol·L－1。
(2)25 ℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解方程式为__________，由水电离出的c(OH－)＝__________ mol·L－1。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如上图所示，则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。理由是__________________________________。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：
| 化学式 | 电离常数(25 ℃) |
| HCN | K＝4.9×10－10 |
| CH3COOH | K＝1.8×10－5 |
| H2CO3 | K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11 |
①25 ℃时，有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液，三溶液的pH由大到小的顺序为____________________________。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2，发生反应的化学方程式为__________________
(5)25 ℃时，在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，若测得pH＝6，则溶液中c(CH3COO－)－c(Na＋)＝________ mol·L－1(填精确值)，c(CH3COO－)/c(CH3COOH)＝________。
25 ℃时，有关物质的电离平衡常数如下：
| 化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
| 电离平 衡常数 | K＝1.8×10－5 | K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11 | K＝3.0×10－8 |
回答下列问题。
（1）物质的量浓度为0.1 mol·L－1的下列四种物质，pH由大到小的顺序是________（填编号）。
a．Na2CO3 b．NaClO
c．CH3COONa d．NaHCO3
（2）常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列各量一定变小的是________（填编号）。
A．c（H＋） B．c（CH3COO－）
C．c（H＋）·c（OH－） D．
（3）体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示。则HX的电离平衡常数________（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的电离平衡常数，理由是__________________；稀释后，HX溶液中水电离出来的c（H＋）________（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸溶液中水电离出来的c（H＋），理由是_________________________________________________________________。
（4）25 ℃时，若测得CH3COOH与CH3COONa的混合溶液的pH＝6，则溶液中c（CH3COO－）－c（Na＋）＝________（填精确数值）。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是 （写化学式），操作I的名称 。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层）
2RAn（有机层） + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。
③中X试剂为 。
（3）⑤的离子方程式为 。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：
| pH | 1．3 | 1．4 | 1．5 | 1．6 | 1．7 | 1．8 | 1．9 | 2．0 | 2．1 |
| 钒沉淀率% | 88．1 | 94．8 | 96．5 | 98．0 | 98．8 | 98．8 | 96．4 | 93．1 | 89．3 |
上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为 ；
若钒沉淀率为93．1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)< 。
(已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=2．6×10-39)
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。
以粗氧化锌粉（含FeO、Fe2O3、ZnS等）制取活性ZnO的工艺如下：
步骤1：以H2SO4浸出粗氧化锌，同时加入H2O2；
步骤2：过滤，调节滤液的pH；
步骤3：过滤，向滤液中加NH4HCO3，得碱式碳酸锌沉淀；
步骤4：过滤、洗涤、煅烧，得产品。
已知：离子沉淀的pH见下表。
| 离子 | 开始沉淀pH | 沉淀完全pH |
| Fe2+ | 7.6 | 9.6 |
| Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
| Zn2+ | 5.4 | 8.0 |
（1）加入H2O2时能浸出硫化锌，同时生成淡黄色固体，写出其化学方程式 。
（2）步骤2中调节溶液pH的范围是 。
（3）取洗涤、干燥后的碱式碳酸锌68.2 g，充分灼烧后测得残留物质的质量为48.6 g，将所得气体通入足量澄清石灰水中，得沉淀20 g。计算碱式碳酸锌的组成（用化学式表示，写出计算过程）。
七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
| 沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Mg(OH)2 |
| pH值 | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 11.2 |
表2 两种盐的溶解度(单位为g／100g水)
| 温度/℃ | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| CaSO4 | 0.19 | 0.21 | 0.21 | 0.20 | 0.19 |
| MgSO4·7H2O | 30.9 | 35.5 | 40.8 | 45.6 | / |
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：
（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为 。加热煮沸的主要目的是 。
（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 (填化学式)等物质。
（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是 ；
（4）沉淀C的化学式是 。过滤III需趁热过滤的理由是