题目内容

锌焙砂是锌精矿经被烧后所得的产物,主要含氧化锌、硫酸锌(有少量FeO、CuO、NiO杂质)、是炼锌最主要的原料,某科研小组设计了如下提取金属锌的实验流程

(1)酸浸得到的溶液中除Zn2+外,还含有的金属阳离子是
 
(填离子符号)
(2)需要用到240mL4mol?L-1稀硫酸,用18.4mol?L-1浓硫酸配制该稀硫酸的过程中,需要用到的主要玻璃仪器有
 

(3)净化Ⅰ操作需要加入H2O2溶液并控制溶液的PH在4左右,加入 H2O2溶液时发生反应的离子方程式为
 

(4)净化Ⅱ得到的Cu、Ni需要进行洗涤操作,检验是否洗涤干净的方法是
 

(5)本流程中可以循环利用的物质除锌外,还有
 
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考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题:实验设计题
分析:锌焙砂经被烧后所得的产物,主要含氧化锌、硫酸锌(有少量FeO、CuO、NiO杂质),加入硫酸酸化,可生成硫酸锌、硫酸铜、硫酸镍以及硫酸亚铁等,净化Ⅰ操作分为两步:第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化;第二步是控制溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,得到的沉淀主要是Fe(OH)3,过滤后在滤液中加入锌,可置换出铜、镍等金属,滤液为硫酸锌,经电解,可得到锌,电解液主要成分为含有硫酸、硫酸锌,可循环使用,以此解答该题.
解答: 解:锌焙砂经被烧后所得的产物,主要含氧化锌、硫酸锌(有少量FeO、CuO、NiO杂质),加入硫酸酸化,可生成硫酸锌、硫酸铜、硫酸镍以及硫酸亚铁等,净化Ⅰ操作分为两步:第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化;第二步是控制溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,得到的沉淀主要是Fe(OH)3,过滤后在滤液中加入锌,可置换出铜、镍等金属,滤液为硫酸锌,经电解,可得到锌,电解液主要成分为含有硫酸、硫酸锌,可循环使用,
(1)酸浸得到的溶液中除Zn2+外,还含有的金属阳离子有Cu2+、Fe2+、Ni2+等,故答案为:Cu2+、Fe2+、Ni2+;
(2)配制一定物质的量浓度的溶液需要的仪器有:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管以及250mL容量瓶等,
故答案为:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶;
(3)净化Ⅰ操作需要加入H2O2溶液并控制溶液的pH在4左右,亚铁离子被双氧水氧化成铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,
故答案为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O;
(4)净化Ⅱ得到的Cu、Ni可吸附溶液中的硫酸根离子,检验是否洗涤干净,可取最后一次洗涤液于小试管中,滴加硝酸酸化的硝酸钡溶液,如无沉淀生成,说明洗涤干净,
故答案为:取最后一次洗涤液于小试管中,滴加硝酸酸化的硝酸钡溶液,如无沉淀生成,说明洗涤干净;
(5)通过制取金属锌的流程图示可以知道,可以循环利用的物质除锌外,含有硫酸、硫酸锌,故答案为:H2SO4、ZnSO4.
点评:本题借助制取金属锌的流程考查了离子浓度计算、离子方程式、化学方程式的书写等知识,为高考常见题型,注意合理分析题中信息,本题难度中等,充分考查了分析、理解能力.
练习册系列答案
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近年来,我国部分地区多次陷入严重雾霾之中,其中一个重要的原因是我国的能源消费结构以燃煤为主,改变煤的利用方式可减少环境污染.以下是对煤进行处理的方法:
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,其反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1,该反应在
 
下能自发进行(填“高温”或“低温”);
(2)利用水煤气作为合成气,在同一个容器中,选择双催化剂,经过如下三步反应,最终合成二甲醚,此工艺称之为“一步法”合成二甲醚.
反应过程化学方程式△H(kJ?mol-1)
甲醇合成反应2H2(g)+CO(g)═CH3OH(g)-90.8
水煤气变换反应CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)-41.3
甲醇脱水反应2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)-23.5
①一步法合成二甲醚:3H2(g)+3CO(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=
 
.
②该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后,为同时提高化学反应速率和二甲醚的产率,可以采取的措施是
 
 (填字母代号).
a.降低温度           b.缩小容器体积          c.加入催化剂
d.增加H2的浓度      e.分离出二甲醚           f.充入惰性气体
(3)控制反应条件,水煤气作为合成气也可以用来合成甲醇.在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料转化率随氢碳比的变化如图所示:
①合成二甲醚的最佳H2/CO比为
 
.对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),写出“一步法”合成二甲醚的KP=
 
,提高H2/CO比,则KP
 
(填“变大”、“变小”或“不变”)
②以水煤气作为原料气,在相同条件下一步法合成二甲醚的转化率为什么明显高于合成甲醇的转化率
 
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