题目内容

4．硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等．用锌白矿（主要成分为ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂成） 制备ZnSO4•7H2O的流程如图．
相关金属离了生成氢氧化物沉淀的pH （开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）如表：
金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Zn2+6.48.0
（1）“滤渣1”的主要成分为SiO2（填化学式）．“酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度粉碎锌白矿（或充分搅拌浆料、适当加热等）（填一种）．
（2）“置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的Fe3+，H+反应外，另一主要反应的化学方程式为Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4．
（3）“氧化”一步中，发生反应的离子方程式为3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe（OH）3+MnO2+7Zn2+．溶液PH控制在[3.2，6.4）之间的目的是使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀MnO4-变为MnO2沉淀，避免引入杂质．
（4）“母液”中含有的盐类物质有ZnSO4、K2SO4（填化学式）．

分析 锌白矿（主要成分为ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂成） 加稀硫酸溶解，SiO2不溶，过滤，滤渣1为SiO2，滤液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁，加入锌粉发生置换反应：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4、Zn+Fe2（SO4）═2FeSO4+ZnSO4，滤渣2为铜与过量的锌粉，滤液中再加高锰酸钾溶液、纯ZnO与亚铁离子反应生成MnO2和氢氧化铁沉淀，过滤，滤液为硫酸锌，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4•7H2O晶体，以此解答该题．

解答 解：（1）锌白矿加稀硫酸溶解，SiO2不溶，过滤，滤渣1为SiO2，“酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度、粉碎锌白矿（或充分搅拌浆料、适当加热等）；
故答案为：SiO2；粉碎锌白矿（或充分搅拌浆料、适当加热等）；
（2）“置换”过程中，加入适量的锌粉，发生置换反应：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4、Zn+Fe2（SO4）═2FeSO4+ZnSO4；
故答案为：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4；
（3）“氧化”一步中，高锰酸钾溶液、纯ZnO与亚铁离子反应生成MnO2和氢氧化铁沉淀，发生反应的离子方程式为3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe（OH）3+MnO2+7Zn2+；由表知溶液PH控制在[3.2，6.4）之间的目的是使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀MnO4-变为MnO2沉淀，避免引入杂质；
故答案为：3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe（OH）3+MnO2+7Zn2+；使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀MnO4-变为MnO2沉淀，避免引入杂质；
（4）锌离子、钾离子、硫酸根离子未除去，“母液”中含有的盐类物质有ZnSO4、K2SO4；
故答案为：ZnSO4、K2SO4．

点评 本题以物质的制备为知识背景，考查了基本实验操作、氧化还原反应、化学方程式的书写等知识，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与浓度和反应温度有关．下列各组物质：①Cu与HNO3溶液   ②Cu与FeCl3溶液     ③Zn与H2SO4溶液  ④Fe与HCl溶液，由于溶液浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是（　　）
A．①③B．③④C．①②D．①④
15．500mLNaCO3和Na2SO4的混合溶液，加入过量BaCl2溶液后得到14.51g白色沉淀，加入100mL2mol/L的稀硝酸（过量）处理沉淀后沉淀量减少到4.66g，并有气体放出．试计算：
（1）原混合溶液中NaCO3和Na2SO4的物质的量浓度；
（2）取上述最后反应后的滤液稀释到1000mL，求稀释后溶液的pH．
12．下列反应的离子方程式，正确的是（　　）
A．铁和稀硝酸反应：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑
B．铝与氢氧化钠溶液反应：Al+OH-═AlO2-+H2↑
C．醋酸跟碳酸氢钠溶液反应：HCO3-+H+═CO2↑+H2O
D．氯气和水反应：Cl2+H2O═H++Cl-+HClO
19．硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等．利用方铅矿精矿（ PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如图1：

已知：（i） PbCl2 （s）+2C1-（aq）═PbCl42-（aq）△H＞0
（ii）有关物质的Ksp和沉淀时的pH如表：
物质Ksp物质开始沉淀时pH完全沉淀时pH
PbSO41.0×10-8Fe（OH）32.73.7
PbCl21.6×10-5Fe（OH）267.04
（1）步骤I反应加入盐酸后可以观察到淡黄色沉淀生成，请写出的离子方程式PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S↓．
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因用冰水浴使吸热反应PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）逆向移动，使PbCl4-不断转化为PbCl2晶体而析出．
（3）在上述生产过程中可以循环利用的物质有FeCl3和盐酸．
（4）写出步骤Ⅲ中PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式PbCl2（s）+SO42-（aq）?PbSO4（s）+2Cl-（aq）．
（5）PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源．基本结构如图2所示，其中作为电解质的无水LiCl-KC1混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能．该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca═CaCl2+Li2SO4+Pb．
①放电过程中，Li+向正极移动（填“负极”或“正极”）．
②负极反应式为Ca+2Cl--2e-═CaCl2．
③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成20.7g Pb．
9．给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能通过一步反应实现的是（　　）
A．0.1 mol•L-1 HC1$→_{△}^{MnO_{2}}$C12$\stackrel{石灰水}{→}$Ca（ClO）2（aq）
B．Al3+$\stackrel{过量氨水}{→}$A1O2-$\stackrel{CO_{2}}{→}$Al（OH）3
C．A1$\stackrel{Na（OH）（aq）}{→}$NaA1O2（aq） $\stackrel{△}{→}$NaAlO2（s）
D．MgO（s） $\stackrel{HNO_{3}（aq）}{→}$Mg（NO3）2（aq）$\stackrel{电解}{→}$Mg（s）
16．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
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B．40gCuO和Cu2S混合物中所含铜原子的数目不等于0.5NA
C．含0.1molNH4HSO4的溶液中，阳离子数目略小于0.2NA
D．C3H8分子中的2个H原子分别被1个-NH2和1个-OH取代，1mol此有机物所含共用电子对数目为13NA
16．将15mL 2mol/LNa2CO3溶液逐滴加入到40mL 1.5mol/LMCln盐溶液中，恰好将溶液中的Mn+完全沉淀为碳酸盐，则MCln中n值是（　　）
A．4B．3C．2D．l
17．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩种元素，填写下列空白：
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（3）⑧、⑨号元素的氢化物中还原性较强的是H2S（填化学式）．
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（5）写出能说明⑨的非金属性比⑧强的一个实验实事Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS或Cl2与H2S（或Na2S）反应有淡黄色沉淀生成．

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