题目内容

3．活性氧化锌常用作橡胶制品的硫化活性剂．工业上用粗氧化锌（含少量CuO、FeO、MnO、Fe2O3等）生产活性氧化锌，生产工艺流程如图：

 Fe（OH）2Fe（ OH）3Cu（OH）2Zn（OH）2Mn（OH）2
开始沉淀的pH7.52.25.26.48.6
沉淀完全的pH9.0 3.26.78.010.1
根据上表提供的信息，回答下列问题：
（1）“废渣1”的主要成分是Fe（ OH）3．
（2）完成“反应器2”中反应之一的离子方程式：□MnO-4+□Mn2++□2H2O=□MnO2↓+□H+
（3）蘸取“反应器2”中的溶液点在淀粉碘化钾试纸上，如果观察到试纸变蓝，说明KMnO4过量．
（4）“废渣2”分离出的MnO2可用于制取MnO，已知：
2MnO2（s）+C（s）═2MnO（s）+CO2（g）△H=-174.6kJ•mol-1
C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H=+283.0kJ•mol-1
试写出MnO2（s）与CO（g）反应制取MnO（s）的热化学方程式：MnO2（s）+CO（g）=MnO（s）+CO2（g）△H=-228.8kJ/mol．
（5）“反应器3”中加入锌粉的作用是调节溶液pH，除去溶液中Cu2+．
（6）“反应器4”得到的废液中，含有的主要离子除了Na+外，还有K+、SO42-．
（7）从“反应器4”中经过滤等操作得到碱式碳酸锌．取碱式碳酸锌3.41g，在400～450℃下加热至恒重，得到ZnO 2.43g和标准状况下CO2　0.224L，碱式碳酸锌的化学式ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O．

分析 粗氧化锌加入稀硫酸溶解，过滤，得到溶液中含有硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锰，加入氧化性调节溶液pH=4.5～5，铁离子转化为Fe（ OH）3沉淀，过滤分离，再加入高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，由（2）中反应器2中反应离子方程式，则锰离子被氧化MnO2，过滤分离，滤液中加入Zn粉，置换出Cu，除去溶液中铜离子，过滤分离，滤液中主要含有硫酸锌、硫酸钾，加入碳酸钠，由（7）酯得到碱式碳酸锌，加热分解生成活性氧化锌．
（1）加入氧化性调节溶液pH=4.5～5，铁离子转化为Fe（ OH）3沉淀；
（2）MnO4-中Mn元素由+7价降低为MnO2中+4价，共降低3价，Mn2+中+2价升高为MnO2中+4价，升高2价，化合价升降最小公倍数为6，则MnO4-的系数为2，Mn2+的系数为3，由原子守恒可知缺项为水，再结合原子守恒、电荷守恒配平；
（3）蘸取“反应器2”中的溶液点在淀粉碘化钾试纸上，如果观察到试纸变蓝，说明KMnO4过量；
（4）已知：①．2MnO2（s）+C（s）═2MnO（s）+CO2（g）△H=-174.6kJ•mol-1
②．C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H=+283.0kJ•mol-1
根据盖斯定律，（①-②）÷2可得：MnO2（s）+CO（g）=MnO（s）+CO2（g）；
（5）调节溶液pH，除去溶液中Cu2+；
（6）“反应器4”得到的废液中主要含有硫酸钾、硫酸钠；
（7）分解最终生成氧化锌、二氧化碳与水，根据质量守恒计算生成水的质量，计算氧化锌、二氧化碳、水的物质的量，再根据原子守恒计算碱式碳酸锌中ZnCO3、Zn（OH）2、H2O的物质的量之比确定组成．

解答 解：粗氧化锌加入稀硫酸溶解，过滤，得到溶液中含有硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锰，加入氧化性调节溶液pH=4.5～5，铁离子转化为Fe（ OH）3沉淀，过滤分离，再加入高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，由（2）中反应器2中反应离子方程式，则锰离子被氧化MnO2，过滤分离，滤液中加入Zn粉，置换出Cu，除去溶液中铜离子，过滤分离，滤液中主要含有硫酸锌、硫酸钾，加入碳酸钠，由（7）酯得到碱式碳酸锌，加热分解生成活性氧化锌．
（1）加入氧化性调节溶液pH=4.5～5，铁离子转化为Fe（ OH）3沉淀，
故答案为：Fe（ OH）3；
（2）MnO4-中Mn元素由+7价降低为MnO2中+4价，共降低3价，Mn2+中+2价升高为MnO2中+4价，升高2价，化合价升降最小公倍数为6，则MnO4-的系数为2，Mn2+的系数为3，由原子守恒可知缺项为水，再结合原子守恒、电荷守恒配平，反应离子方程式为：2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+，
故答案为：2；3；2H2O；5；4
（3）蘸取“反应器2”中的溶液点在淀粉碘化钾试纸上，如果观察到试纸变蓝，说明KMnO4过量，
故答案为：淀粉碘化钾；
（4）已知：①．2MnO2（s）+C（s）═2MnO（s）+CO2（g）△H=-174.6kJ•mol-1
②．C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H=+283.0kJ•mol-1
根据盖斯定律，（①-②）÷2可得：MnO2（s）+CO（g）=MnO（s）+CO2（g）△H=-228.8kJ/mol，
故答案为：MnO2（s）+CO（g）=MnO（s）+CO2（g）△H=-228.8kJ/mol；
（5）“反应器3”中加入锌粉的作用是：调节溶液pH，除去溶液中Cu2+，
故答案为：调节溶液pH，除去溶液中Cu2+；
（6）“反应器4”得到的废液中主要含有硫酸钾、硫酸钠，含有的主要离子除了Na+外，还有K+、SO42-，
故答案为：K+、SO42-；
（7）分解最终生成氧化锌、二氧化碳与水，得到ZnO 2.43g，物质的量为$\frac{2.43g}{81g/mol}$=0.03mol，CO2的物质的量为$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，质量为0.01mol×44g/mol=0.44g，故水的质量为3.41g-2.43g-0.44g=0.54g，水的物质的量为$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol，
则n（ZnCO3）=0.01mol，n[Zn（OH）2]=0.03mol-0.01mol=0.02mol，n（H2O）=0.03mol-0.02mol=0.01mol，
故n（ZnCO3）：n[Zn（OH）2]：n（H2O）=0.01mol：0.02mol：0.01mol=1：2：1，
故碱式碳酸锌的组成为ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，
故答案为：ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O．

点评 本题以工艺流程为载体，考查学生阅读获取信息能力、对操作步骤的分析评价、物质的分离提纯、热化学方程式书写、氧化还原反应配平、物质组成的测定等，是对所学知识的综合运用与能力的考查，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力．

练习册系列答案
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4．下列有关说法正确的是（　　）
A．分离Fe2O3、Al2O3操作依次为溶解、过滤、灼烧
B．粗盐可通过溶解、过滤、蒸发、结晶的方法提纯
C．配制氯化铁溶液，是将FeCl3溶于蒸馏水，再加入一定量的铁粉
D．取用金属钠或钾时，没用完的钠或钾要放回原瓶
5．常温下，下列说法正确的是（　　）
A．向Na2CO3溶液中加入等浓度等体积的盐酸：c（Na+）=c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）
B．NaHS溶液中：c（OH-）+c（S2-）=c（H+）+c（H2S）
C．pH相同的①CH3COONa溶液、②NaClO溶液中c（Na+）：①＜②
D．pH=9的0.1mol•L-1的NaHR溶液中：c（HR-）＞c（H+）＞c（R2-）＞c（H2R）
11．聚合硫酸铁（[Fe2（OH）n（SO4）（3-0.5n）]m，n≥2，m≤10）简称聚铁，是一种高效的絮凝剂．某中学学习小组欲测定硫酸亚铁样品溶液中铁元素总量，并用硫酸亚铁制备聚合硫酸铁，设计的实验过程如下：

请回答下列问题：
（1）实验需要大约100mL的1：9硫酸（浓硫酸与溶剂水的体积比），配制该硫酸时需要的玻璃仪器是：玻璃棒、烧杯、量筒，配制过程是用量筒量取90mL水置于烧杯中，再量取10mL浓硫酸沿玻璃棒缓缓加入到烧杯中，边加边搅拌．
（2）限用以下试剂：蒸馏水、稀硫酸、KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液、新制氯水
某同学通过实验判断硫酸亚铁晶体已部分变质，他设计的实验是：将硫酸亚铁晶体溶于稀硫酸中，加少量水稀释，取两份溶液，一份溶液中加入KSCN溶液，溶液变成红色证明已变质，另一份溶液中加入K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀证明部分变质（请将操作、现象、结论补充完整）．
（3）上述过程制得某种聚铁[Fe2（OH）4SO4]4的化学方程式是24FeSO4+4NaClO3+36H2O=3[Fe2（OH）4SO4]4+4NaCl+12H2SO4．
（4）测定硫酸亚铁样品溶液中铁元素总量的实验如下：准确量取5.00mL溶液放入带塞的锥形瓶中，加入足量H2O2，加热煮沸一定时间，加入过量KI，充分反应后，再用0.5000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
提示：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；  I2+2S2O32-=2I-+S4O62-（无色）
滴定时选用的指示剂是淀粉溶液，硫酸亚铁样品溶液中铁元素总量是112g/L．实验过程中，若省略步骤“加热煮沸一定时间”，对滴定结果有何影响，请说明判断的理由偏高，残留的H2O2将KI氧化成I2，使Na2S2O3标准溶液用量偏大，导致测定的铁元素总量偏高．
18．（1）X是短周期中原子半径最小的元素，X、Y组成的气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
①Y的原子结构示意图是．
②写出向硝酸铝溶液中通入过量气体甲的反应的离子方程式Al3++3NH3+3H2O═Al（OH）3↓+3NH4+．
（2）用硝酸铝溶液（加入分散剂）制备纳米氧化铝粉体的一种工艺流程如图1．

已知：①（CH2）6N4水溶液显碱性．
②Ksp[Al（OH）3]=1.3×10-33；溶液中离子浓度小于1×10-5mol•L-1时，可认为这种离子在溶液中不存在
①凝胶中含有的硝酸盐除硝酸铝外还有硝酸铵．
②0.1mol•L-1上述硝酸盐溶液中，所含离子浓度由大到小的顺序是c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）．
（3）（图2）镍氢电池（NiMH）正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni（OH）2+M═NiOOH+MH
①放电时负极反应为：H2-2e-+2OH-═2H2O；
②充电时阳极反应为：Ni（OH）2+OH--e-═NiOOH+H2O．
③利用镍氢电池电解50mL l.00mol/L食盐水，电解一段时间后，收集到标准状况下的X2气体1.12L（设电解后溶液体积不变）．则电解后溶液的pH=14，阳极产生气体的体积在标准状况下是0.84L．
8．实验室用如图装置制备HCl气体．
（1）推压注射器活塞将浓盐酸慢慢注入到浓硫酸中，可制备少量干燥HCl气体，其原理是ab（选填编号）．
a．浓硫酸吸收了盐酸中水分
b．混合时放热使HCl溶解度减小
c．浓盐酸中HCl以分子形式存在
d．浓盐酸密度小于浓硫酸
为测定制备气体后残留混合酸中盐酸和硫酸的浓度，进行如下实验：
（2）取5.00mL混合酸，加水稀释至500mL，完成此操作，用到的精确定量仪器有酸性滴定管、500mL容量瓶；
称量4.7880g Ba（OH）2固体，溶于水配成250mL标准溶液，装入洗净的细口试剂瓶，并贴上标签．装瓶前用标准溶液对试剂瓶进行润洗的目的是避免滴定液被稀释，引起实验误差，请你填写标签上的空白．

（3）从500mL稀释液中取出20.00mL，滴加几滴酚酞作指示剂，用标准Ba（OH）2溶液滴定至溶液由无色变为红色才停止滴定，出现这种情况的补救措施除重做外，还有可以采取的措施是用待测酸液滴定至溶液立即由红色变为浅红色（且半分钟不褪色）．
（4）为完成全部测定，接下来对锥形瓶中混合物进行的操作是过滤、洗涤、干燥、称量、恒重．
（5）若固体Ba（OH）2中混有少量的NaOH，会导致混合酸中硫酸浓度的测定结果无影响（选填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．
15．下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是（　　）
A．AgCl沉淀生成和溶解同时在不断进行，且速率相等
B．AgCl难溶于水，则溶液中没有Ag+和Cl-
C．只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸，一定会有沉淀生成
D．向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀不变化
12．下列微粒不影响水的电离平衡的是（　　）
A．CO32-B．HCO3-C．Ba2+D．NH4+
13．B和D是生活中的两种常见的金属单质，A是红棕色的金属氧化物，J是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解．

（1）A的化学式是Fe2O3，B的化学式是Al
（2）F在空气中转化为G的化学方程式：4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3
（3）C转化为I的离子方程式：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O
（4）J转化为C的化学方程式：2Al（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O
（5）A与B反应的化学方程式：4Al+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+2Al2O3．

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