题目内容

【题目】普通立德粉(BaSO4·ZnS)广泛用于工业生产中,可利用ZnSO4和BaS共沉淀法制备。以粗氧化锌(含Zn、CuO、FeO等杂质)和BaSO4为原料制备立德粉的流程如下:

(1)生产ZnSO4的过程中,反应器Ⅰ要保持强制通风,原因是___。

(2)加入锌粉的主要目的是___(用离子方程式表示)。

(3)已知KMnO4在酸性溶液中被还原为Mn2+,在弱酸性、弱碱性溶液中被还原为MnO2,在碱性溶液中被还原为MnO42-。据流程判断,加入KMnO4时溶液的pH应调至___;

a.2.2~2.4 b.5.2~5.4 c.12.2~12.4

滤渣Ⅲ的成分为____。

(4)制备BaS时,按物质的量之比计算,BaSO4和碳粉的投料比要大于1:2,目的是__;生产过程中会有少量氧气进入反应器Ⅳ,反应器Ⅳ中产生的尾气需用碱液吸收,原因是__。

(5)普通立德粉(BaSO4·ZnS)中ZnS含量为29.4%,高品质银印级立德粉中ZnS含量为62.5%。在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S中选取三种试剂制备银印级立德粉,所选试剂为___,反应的化学方程式为__(已知BaSO4相对分子质量为233,ZnS相对分子质量为97)。

【答案】反应中产生氢气,达一定浓度后易爆炸,出现危险,需要通风 Zn+Cu2+= Zn2++Cu b MnO2和Fe(OH)3 避免产生CO等有毒气体 尾气中含有的SO2等有毒气体 ZnSO4、BaS、Na2S 4 ZnSO4 + BaS + 3 Na2S = BaSO4·4ZnS + 3 Na2SO4

【解析】

分析流程中的相关反应:反应器Ⅰ中粗氧化锌中所含Zn、CuO、FeO与硫酸反应,不溶性杂质以滤渣Ⅰ的形式过滤分离;反应器Ⅱ中用Zn置换溶液中Cu2+;反应器Ⅲ中用KMnO4氧化Fe2+,同时控制pH,在弱酸性、弱碱性环境中,产生MnO2和Fe(OH)3沉淀得到净化的ZnSO4溶液;反应器Ⅳ中 BaSO4 + 2C = BaS + 2CO2制备BaS;反应器Ⅴ用ZnSO4和BaS共沉淀制备立德粉。

⑴反应器Ⅰ中Zn与硫酸反应产生氢气,保持强制通风,避免氢气浓度过大而易发生爆炸,出现危险,故答案为反应中产生氢气,达一定浓度后易爆炸,出现危险,需要通风。

⑵反应器Ⅱ中用Zn置换溶液中Cu2+,其离子方程式为Cu2+,Zn+Cu2+= Zn2++Cu,故答案为Zn+Cu2+= Zn2++Cu。

⑶反应器Ⅲ除Fe2+,将亚铁离子氧化为铁离子以便除去,同时在弱酸性、弱碱性环境中KMnO4还原为MnO2,以滤渣形式分离,因此在弱酸性环境来氧化亚铁离子,利用铁离子水解变为沉淀,故答案为b;MnO2和Fe(OH)3。

4反应器Ⅳ中BaSO4 + 2C = BaS + 2CO2,BaSO4 + 4C = BaS + 4CO,投料比要大于1:2,避免产生CO等有毒气体;生产过程中会有少量氧气进入反应器Ⅳ,将BaS氧化产生SO2等有毒气体,因此有毒气体要除掉需用碱液吸收,故答案为避免产生CO等有毒气体;尾气中含有的SO2等有毒气体。

⑸已知BaSO4的相对分子质量为233,ZnS的相对分子质量为97,ZnS含量为29.4%,立德粉为BaSO4·ZnS;ZnS含量为62.5%,立德粉(BaSO4· 4ZnS),因此需要4mol ZnSO4和1mol BaS反应生成BaSO4·4ZnS,还需要3mol硫离子和将3mol硫酸根与另外的离子结合,因此还需要3mol Na2S参与反应,反应的化学方程式为:4 ZnSO4 + BaS + 3 Na2S = BaSO4·4ZnS + 3 Na2SO4,故答案为ZnSO4、BaS、Na2S;4 ZnSO4 + BaS + 3 Na2S = BaSO4·4ZnS + 3 Na2SO4。

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元素

C1

Br

I

O

O-

电子亲和能(kJ/mol)

349

343

295

141

-780

下列说法正确的是___________。

A.电子亲和能越大,说明越难得到电子

B.一个基态的气态氧原子得到一个电子成为O2-时放出141kJ的能量

C.氧元素的第二电子亲和能是-780kJ/mol

D.基态的气态氧原子得到两个电子成为O2-需要吸收能量

(4)在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替),可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为:2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2A+3CO2↑+9H2O。根据题意完成下列填空:

①冰晶石的化学式为____________________________。

②冰晶石由两种微粒构成,冰晶石的晶胞结构如图甲所示,●位于大立方体的顶点和面心,○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处所代表的微粒是___________(填微粒符号)。

③冰晶石溶液中不存在的微粒间作用力有________________(填选项字母)。

A 离子键 B 共价键 C 配位键 D 金属键 E 范德华力 F 氢键

④Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示,其晶胞特征如图丙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示:

若已知A1的原子半径为d cm,NA代表阿伏加德罗常数,Al的相对原子质量为M,则晶胞中Al原子的配位数为________;Al晶体的密度为__________g.cm-3(用字母表示)。

(5)配合物Fe(CO)5的熔点-20℃,沸点103℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示。

①Fe(CO)5晶体类型属于__________晶体。

②关于Fe(CO)5,下列说法正确的是_____。

A.Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子

B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键

C.1mol Fe(CO)5含有10mol配位键

D.反应Fe(CO)5=Fe+5CO没有新化学键生成

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