题目内容
活性氧化锌（ZnO） 是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品．用粗ZnO制备活性ZnO的生产工艺流程做如图所示．
I制备活性氧化锌一种由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO的流程如图：
【查阅资料】
（1）粗ZnO中常含杂质FeO、CuO
（2）反应3是为了制得碱式碳酸锌、碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO
（3）已知：几种物质沉淀时的pH如表：
【问题讨论】
（1）溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是 ．
（2）写出ZnO与加稀硫酸反应的化学方程式
（3）反应1的目的将Fe2+氧化为Fe3+，并完全沉淀Fe（OH）3，为了暂不形成Cu（OH）2、Zn （OH）2，该步骤需控制溶液pH的范围是 ，操作A的名称是 ．
（4）反应2中加入锌发生的反应属于 反应（填化学反应的基本类型）．
II测定碱式碳酸锌的化学式
碱式碳酸锌的化学式是xZnCO3?yZn（OH）2?zH2O，用下列装置测定碱式碳酸锌的化学组成．（假设每步反应、吸收均完全）
提示：碱式碳酸锌xZnCO3?yZn（OH）2?zH2O受热分解为ZnO、H2O、CO2 三种产物，其中
ZnCO3
ZnO+CO2↑ Zn（OH）2
ZnO+H2O
【实验步骤】
①按图连接好装置，并检查装置的 ；
②在热分解装置中装入68.2g样品，打开活塞 ，关闭 ，缓缓鼓入空气数分钟；
③称量装置C、D的质量；
④关闭活塞K1，K2，打开K3，打启动热分解装置，使样品充分热解；
⑤停止加热，继续通空气至装置冷却到室温； ⑥再次分别称量装置C、D的质量．
【记录数据】该小组同学按上述实验步骤进行实验，并记录了如表数据：
【实验分析及数据处理】
（1）A处干燥管盛放的药品是碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物），其作用是 ．
（2）第⑤步继续通空气的目的是 ．
（3）E处碱石灰的作用是 ，若没有此装置，测得二氧化碳的质量 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（4）根据上述数据，计算xZnCO3?yZn（OH）2?zH2O中x：y：z的最简比= 该碱式碳酸锌受热分解的化学方程式为 ．
I制备活性氧化锌一种由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO的流程如图：
【查阅资料】
（1）粗ZnO中常含杂质FeO、CuO
（2）反应3是为了制得碱式碳酸锌、碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO
（3）已知：几种物质沉淀时的pH如表：
| 物质 | Fe（OH）2 | Fe（OH）3 | Zn（OH）2 | Cu（OH）2 |
| 开始沉淀时pH | 6.34 | 1.48 | 6.2 | 5.2 |
| 完全沉淀时pH | 9.7 | 3.2 | 8.0 | 6.4 |
| Fe（OH）2是一种絮状沉淀，不易除去，处理时常将其转化为Fe（OH）3而除去． | ||||
（1）溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是
（2）写出ZnO与加稀硫酸反应的化学方程式
（3）反应1的目的将Fe2+氧化为Fe3+，并完全沉淀Fe（OH）3，为了暂不形成Cu（OH）2、Zn （OH）2，该步骤需控制溶液pH的范围是
（4）反应2中加入锌发生的反应属于
II测定碱式碳酸锌的化学式
碱式碳酸锌的化学式是xZnCO3?yZn（OH）2?zH2O，用下列装置测定碱式碳酸锌的化学组成．（假设每步反应、吸收均完全）
提示：碱式碳酸锌xZnCO3?yZn（OH）2?zH2O受热分解为ZnO、H2O、CO2 三种产物，其中
ZnCO3
| ||
| ||
【实验步骤】
①按图连接好装置，并检查装置的
②在热分解装置中装入68.2g样品，打开活塞
③称量装置C、D的质量；
④关闭活塞K1，K2，打开K3，打启动热分解装置，使样品充分热解；
⑤停止加热，继续通空气至装置冷却到室温； ⑥再次分别称量装置C、D的质量．
【记录数据】该小组同学按上述实验步骤进行实验，并记录了如表数据：
| 装置C的质量（/g） | 装置D的质量（/g） | |
| 实验前 | 198.4 | 235.7 |
| 实验后 | 209.2 | 244.5 |
（1）A处干燥管盛放的药品是碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物），其作用是
（2）第⑤步继续通空气的目的是
（3）E处碱石灰的作用是
（4）根据上述数据，计算xZnCO3?yZn（OH）2?zH2O中x：y：z的最简比=
考点：物质的相互转化和制备,过滤的原理、方法及其应用,气体的净化（除杂）,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算
专题：物质的制备
分析：【问题讨论】
（1）将洗净的石英砂研磨成粉末是增大接触面积，加快反应速率，提高生产效率；
（2）根据氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水及质量守恒定律解答；
（3）根据氢氧化铁沉淀时的pH、Zn（OH）2和Cu（OH）2沉淀时的pH、过滤基本操作分析解答；
（4）根据置换反应的定义分析；
【实验步骤】①根据实验前先检查装置气密性解答；②先在干燥的空气流中加热分解碱式碳酸锌
【实验分析及数据处理】
（1）根据碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物）既能吸水，氢氧化钠能和二氧化碳反应分析；
（2）根据这样做能使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收分析解答；
（3）根据E能吸收空气中的水和二氧化碳解答；
（4）根据C吸收的是水，D吸收的是二氧化碳，碱式碳酸锌样品22.6g，反应前C装置的质量为198.4g，反应后质量为209.2g，故生成水的质量为209.2g-198.4g=1.8g；反应前D装置的质量为235.7g，反应后质量为244.5g，生成二氧化碳的质量为8.8g，故氧化锌的质量为22.6g-1.8g-8.8g=12g，计算各物质的物质的量，利用元素守恒计算碱式碳酸锌中x、y、z，据此书写碱式碳酸锌化学式．
（1）将洗净的石英砂研磨成粉末是增大接触面积，加快反应速率，提高生产效率；
（2）根据氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水及质量守恒定律解答；
（3）根据氢氧化铁沉淀时的pH、Zn（OH）2和Cu（OH）2沉淀时的pH、过滤基本操作分析解答；
（4）根据置换反应的定义分析；
【实验步骤】①根据实验前先检查装置气密性解答；②先在干燥的空气流中加热分解碱式碳酸锌
【实验分析及数据处理】
（1）根据碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物）既能吸水，氢氧化钠能和二氧化碳反应分析；
（2）根据这样做能使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收分析解答；
（3）根据E能吸收空气中的水和二氧化碳解答；
（4）根据C吸收的是水，D吸收的是二氧化碳，碱式碳酸锌样品22.6g，反应前C装置的质量为198.4g，反应后质量为209.2g，故生成水的质量为209.2g-198.4g=1.8g；反应前D装置的质量为235.7g，反应后质量为244.5g，生成二氧化碳的质量为8.8g，故氧化锌的质量为22.6g-1.8g-8.8g=12g，计算各物质的物质的量，利用元素守恒计算碱式碳酸锌中x、y、z，据此书写碱式碳酸锌化学式．
解答：【问题讨论】
（1）要将洗净的石英砂研磨成粉末是增大接触面积，加快反应速率，提高生产效率；故答案：使氧化锌粗品充分反应．（只答提高反应速度不给分）
（2）氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，反应的化学方程式为ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O，故答案：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O；
（3）氢氧化铁沉淀时的pH是1.48～3.2，Zn（OH）2沉淀时的pH为6.2～8.0；和Cu（OH）2沉淀时的pH为5.2～6.4；过滤就能得到氢氧化铁沉淀，故答案：分别为3.2～5.2；过滤；
（4）反应2是锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，是一种单质和一中化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属置换反应，故答案：置换；
II测定碱式碳酸锌的化学式
①实验前要检查装置气密性，故答案：气密性
②打开活塞K1、K2，关闭 K3
【实验分析及数据处理】
（1）碱石灰的作用除去鼓入空气中的二氧化碳和水蒸气，故答案：除去鼓入空气中的二氧化碳和水蒸气；
（2）继续通空气的目的是使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收，故答案：使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收；
（3）E处碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D，那么装置D吸收了一部分空气中的二氧化碳，增重大于实际分解得到的二氧化碳，使实验结果偏大；故答案：防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D；偏大；
（4）碱式碳酸锌样品22.6g，反应前C装置的质量为198.4g，反应后质量为209.2g，故生成水的质量为209.2g-198.4g=10.8g；反应前D装置的质量为235.7g，反应后质量为244.5g，生成二氧化碳的质量为8.8g，故氧化锌的质量为22.6g-1.8g-8.8g=12g，故
xZn CO3?yZn（OH）2?zH2O
（x+y）ZnO+（y+z）H2O+xCO2
81（x+y） 18（y+z） 44x
12g 10.8g 8.8g
则x：y：z的最简比=1：2：1；反应的化学方程式方程式为ZnCO3?2Zn（OH）2?H2O=3ZnO+CO2↑+2H2O．
（1）要将洗净的石英砂研磨成粉末是增大接触面积，加快反应速率，提高生产效率；故答案：使氧化锌粗品充分反应．（只答提高反应速度不给分）
（2）氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，反应的化学方程式为ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O，故答案：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O；
（3）氢氧化铁沉淀时的pH是1.48～3.2，Zn（OH）2沉淀时的pH为6.2～8.0；和Cu（OH）2沉淀时的pH为5.2～6.4；过滤就能得到氢氧化铁沉淀，故答案：分别为3.2～5.2；过滤；
（4）反应2是锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，是一种单质和一中化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属置换反应，故答案：置换；
II测定碱式碳酸锌的化学式
①实验前要检查装置气密性，故答案：气密性
②打开活塞K1、K2，关闭 K3
【实验分析及数据处理】
（1）碱石灰的作用除去鼓入空气中的二氧化碳和水蒸气，故答案：除去鼓入空气中的二氧化碳和水蒸气；
（2）继续通空气的目的是使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收，故答案：使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收；
（3）E处碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D，那么装置D吸收了一部分空气中的二氧化碳，增重大于实际分解得到的二氧化碳，使实验结果偏大；故答案：防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D；偏大；
（4）碱式碳酸锌样品22.6g，反应前C装置的质量为198.4g，反应后质量为209.2g，故生成水的质量为209.2g-198.4g=10.8g；反应前D装置的质量为235.7g，反应后质量为244.5g，生成二氧化碳的质量为8.8g，故氧化锌的质量为22.6g-1.8g-8.8g=12g，故
xZn CO3?yZn（OH）2?zH2O
| ||
81（x+y） 18（y+z） 44x
12g 10.8g 8.8g
则x：y：z的最简比=1：2：1；反应的化学方程式方程式为ZnCO3?2Zn（OH）2?H2O=3ZnO+CO2↑+2H2O．
点评：考查学生对实验原理理解、方案设计的评价、实验装置的理解、物质组成的测定等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力．
练习册系列答案
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下列物质是由分子构成的单质的是（ ）
| A、二氧化碳 | B、铝 | C、氮气 | D、水 |
如图是某原子的结构示意图和它在元素周期表中的部分信息，该元素的名称是
如图是某反应的微观示意图，若 
表示氧原子，
表示氢原子，从微观示意图中，你能得出的结论有：（写两条即可）