Question

锌钡白是一种白色颜料．工业上是由ZnSO₄与BaS溶液混合而成：BaS+ZnSO₄=ZnS↓+BaSO₄↓．请根据图1工业生产流程回答有关问题．
Ⅰ．ZnSO₄溶液的制备与提纯：
有关资料：a．菱锌矿的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等；b．Zn（OH）₂与Al（OH）₃相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na₂ZnO₂；
（1）滤渣1的化学式为

 

；②中使用的氧化剂最好是下列的

 

（填序号）．
A．Cl₂    B．H₂O₂    C．KMnO₄    D．浓HNO₃
（2）滤渣2中主要成份的化学式为

 

；为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO₂可以来自于步骤

 

（选填①、②、③、⑤）．
（3）步骤④发生的离子反应方程式为

 

．
Ⅱ．BaS溶液的制备如图2
有关数据：Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）△H₁=-1473.2kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H₂=-110.5kJ?mol^-1
Ba（s）+S（s）=BaS（s）△H₃=-460kJ?mol^-1
（4）若煅烧还原的产物仅为BaS和CO，则其反应的热化学方程式为：

 

．
Ⅲ．制取锌钡白
（5）如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量，产生的后果是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,用盖斯定律进行有关反应热的计算,含硫物质的性质及综合应用

专题：氧族元素

分析：由图1流程可知，菱锌矿的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，加硫酸，只有SiO₂不反应，则滤渣1为SiO₂，②中加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子，再加过量的NaOH，金属离子转化为沉淀，则滤渣2为Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，反应④通二氧化碳将ZnO₂^2-转化为沉淀，则滤渣3为Zn（OH）₂，步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应，若过量硫酸，则与BaS反应，并结合盖斯定律解答（4）．

解答： 解：由图1流程可知，菱锌矿的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，加硫酸，只有SiO₂不反应，则滤渣1为SiO₂，②中加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子，再加过量的NaOH，金属离子转化为沉淀，则滤渣2为Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，反应④通二氧化碳将ZnO₂^2-转化为沉淀，则滤渣3为Zn（OH）₂，步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应，若过量硫酸，则与BaS反应，
（1）由上述分析可知，滤渣1为SiO₂，②中加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子，只有B不会引入新杂质，故答案为：SiO₂；B； 
（2）由上述分析可知，滤渣2为Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，步骤④中的CO₂气体来自步骤①酸浸反应放出的气体，可以节能减排，
故答案为：Fe（OH）₃、Cu（OH）₂；①；
（3）步骤④发生的离子反应方程式为ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-，故答案为：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（4）①Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）△H=-1473.2kJ?mol^-1
②C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
③Ba（s）+S（s）=BaS（s）△H=-460kJ?mol^-1
由盖斯定律②×4-③-①得到热化学方程式为：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1，
故答案为：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1；
（5）若步骤⑤为氢氧化锌和改过了硫酸反应，所得溶液中含有硫酸锌和硫酸，与BaS反应可以制的锌钡白，同时过量硫酸和BaS反应生成有毒气体H₂S污染空气，减少锌钡白的产量，
故答案为：过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H₂S气体污染空气，而且锌钡白的产率会降低．

点评：本题考查物质制备流程分析判断，把握环节中所得物质成分及除杂试剂、循环利用的物质推断为解答的关键，涉及离子方程式、热化学方程式书写、实验方案的评价等，题目难度中等．