题目内容

11．2Zn（OH）2•ZnCO3是制备活性ZnO的中间体，以锌焙砂（主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子）为原料制备2Zn（OH）2•ZnCO3的工艺流程如图：

请回答下列问题：
（1）当（NH4）2SO4、NH3•H2O的混合溶液中存在c（NH4+）=2c（SO42-）时，溶液呈中（填“酸”、“碱”或“中”）性．
（2）“浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施是搅拌、适当加热、延长浸取时间、多次浸取等（任写两种）．
（3）“浸取”时加入的NH3•H2O过量，生成MnO2的离子方程式为Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O．
（4）适量S2-能将Cu2+硫化物沉淀而除去，若选择ZnS进行除杂，是否可行？用计算说明原因：可行，ZnS+Cu2+?CuS+Zn2+，K=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=1.2×1012＞＞1×105．
[已知：Ksp（ZnS）=1.6×10-24，Ksp（CuS）=1.3×10-36；一般认为反应的平衡常数K＞105，该反应进行基本完全．]
（5）“沉锌”的离子方程式为3Zn2++6HCO3-=2Zn（OH）2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O．
（6）上述流程中多次需要过滤，实验室进行过滤操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．“过滤 III”所得滤液可循环使用，产品需洗涤干燥后备用，检验产品洗涤干净的操作和现象是取最后一次洗涤液少量于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，无白色沉淀生成．

分析 制备2Zn（OH）2•ZnCO3流程为：锌焙砂（主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子）中加入硫酸铵、氨水、双氧水，双氧水将锰离子氧化成二氧化锰，过滤后在滤液中加硫化铵，再过滤，除去铜离子，蒸氨除去多余的氨气，加入碳酸氢铵得到2Zn（OH）2•ZnCO3和二氧化碳气体，过滤得2Zn（OH）2•ZnCO3，滤液为硫酸铵溶液，
（1）（NH4）2SO4与NH3•H2O的混合溶液中存在电荷守恒：c （NH4+）+c（H+）=2c（SO42-）+c（OH-），再结合c（NH4+）=2c（SO42-）判断溶液酸碱性；
（2）根据影响反应速率的因素判断“浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施；
（3）“浸取”时加入的NH3•H2O过量，溶液呈碱性，双氧水将锰离子氧化成MnO2，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；
（4）根据反应ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+，可知K=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=1.2×1012，结合题中信息可判断ZnS除杂，是否可行；
（5）“沉锌”的过程为溶液中的锌离子与碳酸氢铵溶液反应生成2Zn（OH）2•ZnCO3，据此书写离子方程式；
（6）过滤操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗等，沉淀吸附硫酸根离子，可用检验硫酸根离子的方法检验是否洗涤干净．

解答 解：（1）NH4）2SO4与NH3•H2O的混合溶液中存在电荷守恒：c （NH4+）+c（H+）=2c（SO42-）+c（OH-），当c（NH4+）=2c（SO42-）时，c（H+）=c（OH-），即溶液显中性，
故答案为：中；
（2）根据影响反应速率的因素判断“浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施为搅拌、适当加热，也可延长浸取时间、多次浸取，
故答案为：搅拌、适当加热、延长浸取时间、多次浸取等；
（3）“浸取”时加入的NH3•H2O过量，溶液呈碱性，双氧水将锰离子氧化成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O，
故答案为：Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O；
（4）根据反应ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+，可知K=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=1.2×1012＞＞1×105，K＞105化学反应完全，所以选择ZnS进行除杂是可行的，
故答案为：可行，ZnS+Cu2+?CuS+Zn2+，K=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=1.2×1012＞＞1×105；
（5）“沉锌”的过程为溶液中的锌离子与碳酸氢铵溶液反应生成2Zn（OH）2•ZnCO3，离子方程式为3Zn2++6HCO3-=2Zn（OH）2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O，
故答案为：3Zn2++6HCO3-=2Zn（OH）2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O；
（6）过滤操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗等，沉淀吸附硫酸根离子，可用检验硫酸根离子的方法检验是否洗涤干净，方法是取最后一次洗涤液少量于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，无白色沉淀生成，
故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；取最后一次洗涤液少量于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，无白色沉淀生成．

点评 本题考查了物质制备方案的设计、物质分离与提纯方法的综合应用，为高频考点和常见题型，题目难度较大，明确制备流程为解答关键，注意掌握常见物质分离与提纯的操作方法，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能力．

练习册系列答案
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1．实验化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气，因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌．同时，由于粗锌中还含有铁等杂质，使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁，为了充分利用制氢废液，常用其制备皓矾（ZnSO4•7H2O）．某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾并探究其性质．
（l）制备皓矾的实验流程如图所示．

已知：下列氢氧化物开始生成沉淀到沉淀完全的pH范围分别为：
开始沉淀沉淀完全
Fe（OH）32.73.7
Fe（OH）27.69.6
Zn（OH）25.78.0
回答下列问题：
可供选择使用的有：氯水、20%的H2O2、氨水、NaOH溶液、Zn（OH）2、ZnO
①加入的试剂①，应选用20%的H2O2，发生反应的离子方程式为2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O
②加入的试剂②，可选用ZnO或Zn（OH）2，其作用是调节溶液的pH至3.7-5.7，使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀，同时避免引入新的杂质
③从晶体l→晶体2，该提纯过程的名称是重结晶．
④有同学提出，应将晶体1加入稀硫酸中溶解，请结合离子方程式解析Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+，稀硫酸可抑制ZnSO4的水解，防止产生Zn（OH）2杂质．
⑤在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是为了冲洗掉晶体表面残留的滤液，防止晶体溶解，影响产率．
（2）检验皓矾中是否含有Fe元素的操作（试剂自选）取少量皓矾溶于水配制成溶液，往所得溶液中滴加适量KSCN溶液，如无明显现象说明不含Fe3+，如溶液变为红色则说明含Fe3+．
2．水溶液X中只可能溶有Na+、Ca2+、Fe3+、AlO2-、SiO32-、CO32-、SO42-中的若干种离子．某同学对该溶液迸行了如下实验：下列判断正确的是（　　）
A．气体甲一定是纯净物
B．沉淀甲是硅酸和硅酸钙的混合物
C．Na+、AlO2-和SiO32-一定存在于溶液X中
D．CO32-和SO42-一定不存在于溶液X中
19．下列各物质的同分异构体中，能形成顺、反异构体的是（　　）
A．1，1-二氯乙烯B．丙烯C．1-丁烯D．2-戊烯
6．下列指定反应的离子方艘式方程式正确的是（　　）
A．用纯碱溶液溶解苯酚：CO32-+C6H5OH→C6H5O-+HCO3-
B．用强碱溶液吸收工业制取硝酸尾气NO+NO2+2OH-=2NO3-+H2O
C．用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气：MnO2+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O
D．向AlCl3溶液中滴加过量的氨水：Al3++4NH3•H2O=AlO2-+2H2O
16．化学学习中要注意对过程的分析，按要求回答下列问题：
（1）向石蕊试剂中通入氯气，起始时溶液变红，一段时间后溶液褪色，则使溶液变红和褪色的微粒分别是H+、HClO．
（2）向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba（OH）2溶液到中性，写出发生反应的离子方程式2H++SO42-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+2H2O；在以上中性溶液中，继续滴加Ba（OH）2溶液，请写出此步反应的离子方程式Ba2++SO42-═BaSO4↓．
3．请回答下列问题：
（1）有以下几种物质①NaCl晶体 ②液态氯化氢 ③铜丝 ④SiO2 ⑤NH3 ⑥KNO3溶液填空回答（填序号）：以上物质中能导电的是③⑥；属于电解质的是①②；属于非电解质的是④⑤；上述纯净物中含有共价键的是②④⑤；既不是电解质也不是非电解质的是③⑥．
 （2）A、B、C、D、E、F六种物质含有同一种元素，六种物质的相互转化关系如图，E是淡黄色粉末，判断：写出有关反应的化学方程式（是离子反应的直接写出离子方程式）
B→C：2OH-+CO2=CO32-+H2O；  E→B：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；C→F：CO32-+H2O+CO2=2HCO3-；  F→C：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O．
20．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C．下列说法正确的是（　　）
A．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r（Mg2+）＞r（Mg）
C．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
D．该反应中化学能全部转化为热能
1．在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气．进行此实验，所用仪器如图：

（1）连接上述仪器的正确顺序（填各接口处的字母）：E接C；D接A；B接H；G接F．
（2）装置中，饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl杂质；NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气．
（3）化学实验中常用湿润的淀粉?KI试纸检验是否有Cl2产生．如果有Cl2产生，可观察到试纸变蓝，反应方程式Cl2+2KI═2KCl+I2．
（4）写出下列化学反应的方程式：
①气体发生装置中进行的反应：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
②NaOH溶液中发生的反应：2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O．

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