题目内容

15．以炼锌厂的烟道灰（主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等）为原料可生产草酸锌晶体（ZnC2O4•2H2O）．  

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2Zn（OH）2
开始沉淀的pH1.56.54.25.4
沉淀完全的pH3.39.76.78.2
请问答下列问题：
（1）滤渣A的主要成分为SiO2．
（2）除锰过程中产生MnO（OH）2沉淀的离子方程式为Mn2++H2O2+H2O=MnO（OH）2↓+2H+．
（3）①除铁（部分Cu2+可能被除去）时加入ZnO控制反应液pH的范围为3.3～5.4．
②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是先加入ZnS会将Fe3+还原为Fe2+，使铁元素难以除去．
（4）若沉淀过程采用Na2C2O4代替（NH4）2C2O4生产草酸锌晶体，合理的加料方式是在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中．
（5）将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料．加热过程中固体残留率随温度的变化如右图所示，300℃～460℃范围内，发生反应的化学方程式为ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑．

分析 用盐酸酸浸时SiO2不溶解，过滤分离，滤渣A为SiO2，滤液中加入过氧化氢进行除锰，再通过调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤分离，滤液中再加入ZnS，Cu2+转化为CuS沉淀，过滤除去，滤液中注意为氯化锌，加入草酸铵得到草酸锌晶体，最终的滤液中含有氯化铵等．
（1）由分析可知，滤渣A为二氧化硅，滤渣B为氢氧化铁；
（2）除锰过程中产生MnO（OH）2沉淀，根据电荷守恒应有氢离子生成；
（3）①除铁（部分Cu2+可能被除去）时加入ZnO控制pH使铁离子沉淀完全，而Zn2+不能沉淀；
②ZnS会将Fe3+还原为Fe2+，使铁元素难以除去；
（4）用Na2C2O4代替（NH4）2C2O4生产草酸锌晶体，可以吧草酸铵加入氯化锌溶液中生成草酸锌沉淀；
（5）ZnC2O4•2H2O晶体中的ZnC2O4质量分数为$\frac{153}{153+36}$×100%=80.95%，故A点完全失去结晶水，化学式为ZnC2O4，假设B点为ZnO，则残留固体占有的质量分数为$\frac{81}{153+36}$×100%=42.86%，故B点残留固体为ZnO，结合原子守恒可知还生成等物质的量的CO与CO2．

解答 解：用盐酸酸浸时SiO2不溶解，过滤分离，滤渣A为SiO2，滤液中加入过氧化氢进行除锰，再通过调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤分离，滤液中再加入ZnS，Cu2+转化为CuS沉淀，过滤除去，滤液中注意为氯化锌，加入草酸铵得到草酸锌晶体，最终的滤液中含有氯化铵等．
（1）由分析可知，滤渣A为SiO2，故答案为：SiO2；
（2）除锰过程中产生MnO（OH）2沉淀，根据电荷守恒应有氢离子生成，反应离子方程式为：Mn2++H2O2+H2O=MnO（OH）2↓+2H+，
故答案为：Mn2++H2O2+H2O=MnO（OH）2↓+2H+；
（3）①除铁（部分Cu2+可能被除去）时加入ZnO控制pH使铁离子沉淀完全，而Zn2+不能沉淀，故控制反应液pH的范围为3.3～5.4，
故答案为：3.3～5.4；
②除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是：先加入ZnS会将Fe3+还原为Fe2+，使铁元素难以除去，
故答案为：先加入ZnS会将Fe3+还原为Fe2+，使铁元素难以除去；
（4）若沉淀过程采用Na2C2O4代替（NH4）2C2O4生产草酸锌晶体，合理的加料方式是，在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中，
故答案为：在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中；
（5）ZnC2O4•2H2O晶体中的ZnC2O4质量分数为$\frac{153}{153+36}$×100%=80.95%，故A点完全失去结晶水，化学式为ZnC2O4，假设B点为ZnO，则残留固体占有的质量分数为$\frac{81}{153+36}$×100%=42.86%，故B点残留固体为ZnO，结合原子守恒可知还生成等物质的量的CO与CO2．300℃～460℃范围内，发生反应的化学方程式为：ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑，
故答案为：ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑．

点评 本题考查物质制备工艺流程，关键是对工艺流程的理解，涉及陌生方程式书写、物质的分离提纯、对条件的控制与分析、化学计算等，是对学生综合能力的考查，是高考常考题目，熟练掌握元素化合物性质，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
15．写出下列反应的离子方程式：
（1）小苏打与烧碱溶液反应HCO3-+OH-=CO32-+H2O；
（2）过量的二氧化碳通入氢氧化钠溶液CO2+OH-=HCO3-；
（3）Na2CO3溶液与CH3COOH溶液反应CO32-+2CH3COOH=CO2↑+2CH3COO-+H2O；
（4）大理石（CaCO3）与稀HNO3反应CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；
（5）AgNO3溶液和NaCl溶液反应Ag++Cl-=AgCl↓；
（6）NaOH溶液和H2SO4溶液H++OH-=H2O；
（7）Ba（OH）2溶液和H2SO4溶液：Ba2++2H++20H-+SO42-=BaSO4↓+2H2O．
16．实验室里需用480mL 0.1mol•L-1的硫酸铜溶液，以下说法正确的是（　　）
A．称取8.0g硫酸铜，加入500mL水
B．称取12.0g胆矾配成500mL溶液
C．定容摇匀后液面下降，应加水至凹液面最低点与刻线相平
D．定容时仰视刻线会使所配溶液浓度偏小
3．Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）?H2（g）+I2（g）．在716K时，将2mol碘化氢气体充入体积为VL的容器中进行分解，当反应达到平衡时气体混合物中碘化氢的体积分数为0.80，试计算：
（1）该反应的平衡常数K（计算结果用分数表示）．
（2）达平衡时HI的转化率．
10．在容积不变的密闭容器中，充入1 mol A气体、2 mol B气体和1 mol C气体，发生A+2 B?n C的反应，一段时间后达到平衡，此时C的物质的量是开始时的2.4倍，且增大压强会使A的转化率增大；升高平衡体系温度，再达平衡后体系中C的体积分数为13%，则下列判断错误的是（　　）
A．n=2
B．第一次达平衡时，反应消耗的A为0.7 mol
C．充入氮气后，反应速率加快，平衡正向移动
D．正反应放热
20．在两个固定体积均为1L密闭容器中以不同的氢碳化比[n（H2）：n（CO2）]充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2（g）+6H2（g）?C2H4（g）+4H2O（g）△H．CO2的平衡转化率a（CO2）与温度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．该反应在高温下自发进行
B．氢碳比：X＜2.0
C．若起始时，CO2、H2、浓度分分别为0.5mol/L和1.0mol/L，则可得P点，对应温度的平衡常数的值为512
D．向处于P点状态的容器中，按2：4：1：4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，再次平衡后a（CO2）减小
7．在密闭容器中给CO和水蒸气的混合物加到800℃时，有下列平衡：CO+H2O?CO2+H2且K=1，若用2molCO和10molH2O（气）相互混合并加热到800℃，达平衡时CO的转化率约为（　　）
A．16.7%B．50%C．66.7%D．83%
4．溴化钙用于石油钻井，也用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等．实验室模拟工业制备CaBr2•2H2O的主要流程如图（a）所示：

回答下列问题：
（1）已知溴易挥发，Br2的沸点为59℃．
①过程Ⅰ中用SO2吸收溴蒸气，其目的是富集溴元素．
②在过程Ⅰ中蒸馏操作控制的关键条件是控制温度计的温度，并收集59℃的馏分．
（2）过程Ⅱ中控制反应不过于剧烈的操作或措施是分批、缓慢加入液溴或不断搅拌加快热量的散失或将反应置于冷水浴中．
（3）操作I到的玻璃仪器有酒精灯、温度计、蒸馏烧瓶，冷凝管、牛角管、锥形瓶，试剂M为Ca（OH）2（填化学式）．
（4）为了获得干燥的CaBr2•2H2O，结合溴化钙的溶解度曲线，操作Ⅱ中包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）在50～70℃时，用尿素[CO（NH2）2]、Br2、Ca（OH）2制备溴化钙，此反应中还会生成两种无色无味的气体，写出该反应的化学方程式：CO（NH2）2+3Ca（OH）2 +3Br2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CaBr2+N2↑+7H2O；．
（6）制得的CaBr2•2H2O可以通过以下方法测定纯度：称取10.00g样品溶于水，滴入足量Na2CO3溶液，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、烘干、冷却，称量，得到3.89g固体．则CaBr2•2H2O的质量分数为91.80%．
5．1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度是2.18g/cm3，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂．在实验中可以用如图所示装置制备1，2-二溴乙烷．其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液．试管d中装有浓溴水（表面覆盖少量水）．

请填写下列空白：
（1）烧瓶a中发生的是乙醇的脱水反应，即消去反应，反应温度是170℃，并且该反应要求温度迅速升高到170℃，否则容易发生副反应．请写出乙醇发生消去反应的方程式CH3CH2OH$→_{△}^{170℃}$CH2=CH2↑+H2O．
（2）写出制备1，2-二溴乙烷的化学方程式：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br．
（3）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞．请回答发生堵塞时瓶b中的现象：b中水面会下降，玻璃管中的水面会上升，甚至溢出．
（4）容器c中NaOH溶液的作用是：除去乙烯中带出的酸性气体或答二氧化碳、二氧化硫．
（5）判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴水颜色基本褪去；
（6）若产物中有少量副产物乙醚，可用蒸馏的方法除去；
（7）反应过程中应用冷水冷却装置d，其主要目的是冷却可避免溴挥发．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网