题目内容

【题目】氧化锌、硫化锌都是重要的基础化工原料。

(1)ZnO是两性氧化物,ZnO在NaOH溶液中转化成[Zn(OH)4]2-的离子方程式为_____________________________________________________。

(2)火法炼锌得到的氧化锌中含有铅、铜等杂质,提纯步骤如下:

反应Ⅰ ZnO(s)+CO(g) Zn(g)+CO2(g) △H1

反应Ⅱ 2 Zn(g)+ O2(g)=2 ZnO(s) △H2

①上图中的“冷凝物”为________(填化学式)。

②某温度时,在反应Ⅰ的反应炉中,起始时c(CO)为0.3 molL-1,反应过程中CO2的体积分数φ(CO2)如图所示,则反应Ⅰ的平衡常数K=_______________。

③下列措施有利于提高反应Ⅰ中 ZnO 转化率的是________。

a.增大ZnO的投料量  b.适当加压  c.将锌蒸气及时分离

④反应Ⅱ中,每转移 1 mol 电子,反应放热 174 kJ,则△H2=_____________。

(3)测定氧化锌样品纯度:称取0.5000 g样品,酸溶后定容于250 mL容量瓶中,摇匀。量取25.00 mL 该溶液,用0.04000 molL-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Zn2+(反应方程式为Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+,杂质不反应),平行滴定三次,平均消耗EDTA标准溶液15.12 mL。

①若滴定管未用 EDTA 标准液润洗,测定结果将__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

②样品纯度为___________(保留四位有效数字)。

【答案】ZnO+2OH-+H2O=[Zn(OH)4]2- Zn 0.4 c -696 kJ/mol 偏高 97.98%

【解析】

(1)ZnO和Al2O3的化学性质相似,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,据此模仿写出氧化锌与氢氧化钠的反应;
(2)①反应Ⅰ:ZnO(s)+CO(g)Zn(g)+CO2(g),锌蒸气冷凝为冷凝物;
②结合平衡三行计算列式计算平衡浓度,利用平衡常数K的定义分析计算;
③有利于提高反应Ⅰ中ZnO转化率,平衡正向进行;
④反应Ⅱ中,每转移1mol电子,反应放热174kJ,结合反应定量关系和电子转移总数计算,转移4mol电子放热696kJ;
(3)①滴定管未用EDTA标准液润洗,内层水膜会稀释标准溶液,消耗标准溶液体积会增大;
②称取0.5000g样品,酸溶后定容于250mL容量瓶中,摇匀.量取25.00mL该溶液,用0.04000molL-1的EDTA(Na2H2Y)标准液滴定其中的Zn2+(反应方程式为Zn2++H2Y2-═ZnY2-+2H+,杂质不反应),平行滴定三次,平均消耗EDTA标准液15.12mL.
Zn2++H2Y2-═ZnY2-+2H+,
1 1
n 15.12×10-3L×0.04000mol/L
n(ZnO)=n(Zn2+)=15.12×10-3L×0.04000mol/L,
250mL溶液中n(ZnO)=15.12×10-3L×0.04000mol/L×,据此计算质量分数;

(1)是两性氧化物,和的化学性质相似,氧化铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠,所以氧化锌与氢氧化钠的反应的方程式为: ;

故答案为:;

(2)①反应Ⅰ:,锌蒸气冷凝,冷凝物为金属锌,故答案为:Zn;

②某温度时,在反应Ⅰ的反应炉中,起始时c()为0.3molL1,反应过程中达到平衡的体积分数φ()如图所示为0.4,列三段式(单位是molL1):

,解得 ,则平衡常数 ;

故答案为:0.4;

③a.增大的投料量,氧化锌为固体不影响平衡,氧化锌转化率不变,故a/span>错误;

b.反应前后气体体积不变,适当加压,不影响平衡移动,故b错误;

c.将锌蒸气及时分离,平衡正向进行氧化锌转化率增大,故c正确;

故答案为:c;

④反应Ⅱ中,反应中2mol 完全反应电子转移4mol,反应每转移1mol 电子,反应放热174kJ,转移4mol电子反应放热696KJ,反应焓变 ;

故答案为:696 kJ/mol;

(3)①滴定管未用 EDTA 标准液润洗,内层水膜会稀释标准溶液,消耗标准溶液体积会增大,测定结果偏高,

故答案为:偏高;

②称取0.5000g样品,酸溶后定容于250mL容量瓶中,摇匀;量取25.00mL该溶液,用0.04000molL1的EDTA()标准液滴定其中的 (反应方程式为,杂质不反应),平行滴定三次,平均消耗EDTA标准液15.12mL;样品纯度= ;

故答案为97.98%。

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