含锌废催化剂中除含大量ZnO外.同时还可能含有CuO.Al2O3和Fe2O3杂质.回收废催化剂中的锌及其他金属.可以缓解矿产资源的供需矛盾．某回收法的工艺流程如下:已知:常温下.1mol•L-1氨水的pH约为11.5.Al2O3在pH=10.8时开始溶解．(1)ZnO与Al2O3均可溶于强碱.1molZnO能消耗0.5mol•L-1� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2．含锌废催化剂中除含大量ZnO外，同时还可能含有CuO、Al₂O₃和Fe₂O₃杂质，回收废催化剂中的锌及其他金属，可以缓解矿产资源的供需矛盾．某回收法的工艺流程如下：

已知：常温下，1mol•L^-1氨水的pH约为11.5，Al₂O₃在pH=10.8时开始溶解．
（1）ZnO与Al₂O₃均可溶于强碱，1molZnO能消耗0.5mol•L^-1的NaOH溶液4L
（2）浸取时生成[Zn（NH₃）₄]CO₃，浸取时反应的化学方程式为ZnO+3NH₃+NH₄HCO₃=[Zn（NH₃）₄]CO₃+H₂O．
（3）温度和浸取制的pH对锌浸出率的影响如图所示．

①适宜选择的温度为328K；温度不宜过高的原因是氨气溶解度下降，同时碳酸氢铵会分解，不利于生成[Zn（NH₃）₄]CO₃
②适宜选择的pH为9.5；pH过高，其他杂质离子易进入浸取液，该反应的离子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O
（4）滤液蒸氮时，锌铵溶液最终会以碱式碳酸锌沉淀的形式从溶液中析出．
①洗涤沉淀的方法是沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没固体为止，等水流尽后，重复2到3次
②碱式碳酸锌的化学式为Zn_x（OH）_y（CO₃）_z，为确定其组成进行如下实验：
a．称取3.23g样品进行高温煅烧至质量不再改变
b．将生成的气体依次通过分别盛有浓硫酸、碱石灰的装置，装置质量分别增加0.36g，0.44g；
c．剩余固体的质量为2.43g
碱式碳酸锌的化学式为Zn₃（OH）₄CO₃
③根据步骤②中所得数据，写出蒸氮反应的化学方程式：3[Zn（NH₃）₄]CO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn₃（OH）₄CO₃+12NH₃↑+2CO₂↑．

分析工艺流程分析：含锌废催化剂中除含大量ZnO外，同时还可能含有CuO、Al₂O₃和Fe₂O₃杂质，经过化浆、分散、浸取，锌元素生成了[Zn（NH₃）₄]CO₃，过滤后滤液中加入锌发生置换反应得锌铵溶液，锌铵溶液加热蒸发，最终得到碱式碳酸锌沉淀，
（1）ZnO与Al₂O₃均可溶于强碱，根据ZnO与氢氧化钠反应生成Na₂ZnO₂的化学方程式进行计算；
（2）浸取时生成[Zn（NH₃）₄]CO₃，时反应物为ZnO、NH₃、NH₄HCO₃，根据元素守恒书写反应的化学方程式；
（3）①根据温度与锌浸出率的图选取浸出率最高的为适宜温度，在浸取过程中温度过高氨气溶解度下降，同时碳酸氢铵会分解；
②根据pH与锌浸出率的图选取浸出率最高的为适宜pH值，pH过高，氧化铝会溶解，从而引入偏铝酸根离子杂质；
（4）①洗涤沉淀时，就在过滤器中加入蒸馏水，操作同过滤，重复2到3次；
②3.23gZn_x（OH）_y（CO₃）_z高温煅烧至质量不再改变，生成的水为0.36g，二氧化碳为0.44g，剩余固体氧化锌的质量为2.43g，根据元素守恒计算出锌、氢、碳元素的物质的量之比，进而确定x、y、z的比值及碱式碳酸锌的化学式；
③根据步骤②中所得数据，利用元素守恒可写出蒸氮反应的化学方程式．

解答解：工艺流程分析：含锌废催化剂中除含大量ZnO外，同时还可能含有CuO、Al₂O₃和Fe₂O₃杂质，经过化浆、分散、浸取，锌元素生成了[Zn（NH₃）₄]CO₃，过滤后滤液中加入锌发生置换反应得锌铵溶液，锌铵溶液加热蒸发，最终得到碱式碳酸锌沉淀，
（1）ZnO与Al₂O₃均可溶于强碱，ZnO与氢氧化钠反应生成Na₂ZnO₂，反应的化学方程式为2NaOH+ZnO═Na₂ZnO₂+H₂O，根据方程式可知1molZnO能消耗2molNaOH，即NaOH溶液的体积为4L，
故答案为：4；
（2）浸取时生成[Zn（NH₃）₄]CO₃，时反应物为ZnO、NH₃、NH₄HCO₃，反应的化学方程式为ZnO+3NH₃+NH₄HCO₃=[Zn（NH₃）₄]CO₃+H₂O，
故答案为：ZnO+3NH₃+NH₄HCO₃=[Zn（NH₃）₄]CO₃+H₂O；
（3）①根据温度与锌浸出率的图可知，328K左右时浸出率最高，在浸取过程中温度过高氨气溶解度下降，同时碳酸氢铵会分解，不利于生成[Zn（NH₃）₄]CO₃，
故答案为：328K；氨气溶解度下降，同时碳酸氢铵会分解，不利于生成[Zn（NH₃）₄]CO₃；
②根据pH与锌浸出率的图可知，pH值为9.5时浸出率最高，pH过高，氧化铝会溶解，从而引入偏铝酸根离子杂质，反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：9.5；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（4）①洗涤沉淀时，沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没固体为止，等水流尽后，重复2到3次，
故答案为：沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没固体为止，等水流尽后，重复2到3次；
②3.23gZn_x（OH）_y（CO₃）_z高温煅烧至质量不再改变，生成的水为0.36g即0.02mol，二氧化碳为0.44g即0.01mol，剩余固体氧化锌的质量为2.43g即0.03mol，根据元素守恒可知，锌、氢、碳元素的物质的量之比为3：4：1，所以碱式碳酸锌的化学式为Zn₃（OH）₄CO₃，
故答案为：Zn₃（OH）₄CO₃；
③根据步骤②中所得数据可知，生成的固体为Zn₃（OH）₄CO₃，所以蒸氮反应的化学方程式为3[Zn（NH₃）₄]CO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn₃（OH）₄CO₃+12NH₃↑+2CO₂↑，
故答案为：3[Zn（NH₃）₄]CO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn₃（OH）₄CO₃+12NH₃↑+2CO₂↑．

点评本题考查学生对于工艺流程原理的理解、对操作与实验条件控制的理解等，涉及铝、铁、铜等元素化合物知识，以及常用化学用语书写、分离提纯等，需要学生具备扎实的基础与综合运用能力，难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．

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15．绿矾（FeSO₄•7H₂O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分．下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

已知：室温下饱和H₂S溶液的pH约为3.9，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5．
（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe³⁺的实验操作是取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液不显红色，则溶液中不含Fe³⁺．
（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是除去溶液中的Sn²⁺离子，并防止Fe²⁺被氧化；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe²⁺离子生成沉淀．
（3）操作IV的顺序依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤．
（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②降低洗涤过程中FeSO₄•7H₂O的损耗．
（5）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的方法是：a．称取2.8500g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL．
①滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
②判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色．
③计算上述样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为0.975（用小数表示，保留三位小数）．

12．在溶液中加入足量的Na₂O₂后仍能大量共存的离子组是（　　）

	A．	Na⁺、Fe²⁺、Cl^-、SO₄^2-		B．	K⁺、[Al（OH）₄]^-、Cl^-、SO₄^2-
	C．	Ca²⁺、Mg²⁺、NO₃^-、HCO${\;}_{3}^{-}$		D．	Na⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₃^2-

19．向下列溶液中通入氯气，现象和结论描述正确的是（　　）

	A．	品红溶液：红色褪去，加热该褪色溶液，仍无色：氯气具有漂白性
	B．	紫色石蕊溶液：先变红，后褪色；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸
	C．	含酚酞的氢氧化钠溶液：红色褪去；氯气只作氧化剂
	D．	硫化钠溶液：溶液变浑浊；氯气只作还原剂

7．在一定温度下，向容积不变的密闭容器中充入amolA，发生反应：3A（g）?B（g）△H＜0．达平衡后再向容器中充入amolA，再次达到平衡后，与原平衡比较，下列叙述不正确的是（　　）

	A．	相对平均分子质量增大		B．	V_正增大，V_逆减小
	C．	A的转化提高		D．	反应放出的总热量大于原来的2倍

14．有一瓶澄清溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cl^-、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₃^2-中的几种．取该溶液进行以下实验：
（1）用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性．排除CO₃^2-存在．
（2）取出部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制氯水，经振荡，CCl₄层呈紫红色．排除NO₃^-、Fe³⁺存在．
（3）另取部分溶液，逐渐向其中加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，均无沉淀产生．则可排除Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺存在．取部分碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
（4）另取部分上述碱性溶液，向其中加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成．证明Ba²⁺存在，又排除SO₄^2-存在．
（5）根据上述实验事实确定：①该溶液中肯定存在的离子是Ba²⁺、I^-、NH₄⁺；②还不能确定是否存在的离子是K⁺、Na⁺、Cl^-．

11．以下各组物质既不是同系物也不是同分异构体的是（　　）

CH₄和C₁₀ H₂₂

C₂H₄和1-丁烯

12．（1）①有机物CH₃CH（CH₃）CH₂CH₂OH的名称是3-甲基-1-丁醇．
②支链只有一个乙基且式量最小的烷烃的结构简式为

（2）某烯烃与H₂发生加成反应后得到的产物是CH₃-CH（CH₃）₂．
①该产物的名称是2-甲基丙烷；
②原来烯烃的结构简式为：CH₂=C（CH₃）₂；
原来烯烃的同分异构体中有一种的核磁共振氢谱有两个峰，且比例为1：3，写出这种同分异构体的结构简式：CH₃-CH=CH-CH₃．

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