题目内容

6．（1）实验室用锌片和稀硫酸反应制取氢气．并验证氢气的还原性及回收硫酸锌晶体．

①若用上述各仪器，则各仪器的连接顺序为ADBEC，装置E中盛放的试剂为无水硫酸铜，C装置的作用是防止空气中水蒸气进入装置，干扰氢气氧化产物的检验．
②锌与硫酸反应制取氢气后的溶液中．常含有少量剩余的硫酸，欲除去多余的硫酸并回收硫酸锌晶体，请从适量BaCl2溶液、适量Zn粉、适量NaOH溶液三种试剂中选用一种试剂除杂，该试剂为足量的锌粉．
（2）工业上由锌白矿（主要成分是ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质）制备ZnSO4•7H20的流程如下．

已知：常温下，溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别
为3.7   6.5  9.7．
①为了提高酸浸效率，可以采取的措施有将矿粉粉碎、提高温度或适当增加酸的浓度等．
②加入适量锌粉的作用为除去铜离子同时将铁离子转化为亚铁离子．
③氧化过程中加人H202发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O．
④由滤液得到ZnS04•7H2O的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．

分析 （1）①根据实验目的知，实验装置连接顺序为：氢气制取装置→干燥装置→检验装置→水检验装置→空气干燥装置；
②除去杂质硫酸且不能引进新的杂质，硫酸具有酸性能和较活泼金属及金属氧化物反应生成盐；
（2）锌白矿中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4，SiO2和稀硫酸不反应，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4、H2SO4，向滤液中混入Zn，将Fe3+还原为Fe2+，得到Cu沉淀，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4，向滤液中加入双氧水，双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，向溶液中加入少量氢氧化钙，溶液pH升高，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，如果过滤，得到的滤液中含有ZnSO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnS04•7H2O，
①升高温度、增大反应物接触面积、增大硫酸浓度都能增大反应速率；
②铁离子和Zn反应生成亚铁离子和锌离子，铜离子和锌发生置换反应；
③双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子；
④从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作．

解答 解：（1）①根据实验目的知，实验装置连接顺序为：氢气制取装置→干燥装置→检验装置→水检验装置→空气干燥装置，A是制取氢气、D是干燥氢气、B是检验氢气还原性、E是检验氧化产物水、C是干燥空气，所以连接顺序是ADBEC；装置E中盛放的试剂为无水硫酸铜，其目的是检验氢气氧化产物，C装置的作用是防止空气中水蒸气进入装置，干扰氢气氧化产物的检验，
故答案为：ADBEC；无水硫酸铜；防止空气中水蒸气进入装置，干扰氢气氧化产物的检验；
②除去杂质硫酸且不能引进新的杂质，硫酸具有酸性能和较活泼金属及金属氧化物反应生成盐，氯化钡和氢氧化钠都产生杂质，只有锌能和稀硫酸反应且不能产生杂质，故答案为：足量的锌粉；
（2）锌白矿中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4，SiO2和稀硫酸不反应，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4、H2SO4，向滤液中混入Zn，将Fe3+还原为Fe2+，得到Cu沉淀，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4，向滤液中加入双氧水，双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，向溶液中加入少量氢氧化钙，溶液pH升高，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，如果过滤，得到的滤液中含有ZnSO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnS04•7H2O，
①升高温度、增大反应物接触面积、增大硫酸浓度都能增大反应速率，为了提高酸浸效率，可以采取的措施有将矿粉粉碎、提高温度或适当增加酸的浓度等，故答案为：将矿粉粉碎、提高温度或适当增加酸的浓度等；
②铁离子和Zn反应生成亚铁离子和锌离子，铜离子和锌发生置换反应，所以加入锌粉的目的是除去铜离子同时将铁离子转化为亚铁离子，故答案为：除去铜离子同时将铁离子转化为亚铁离子；
③双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；
④从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶．

点评 本题考查物质分离和提纯、实验装置综合等知识点，为高频考点，明确物质的性质及实验步骤是解本题关键，知道流程图中发生的反应及基本操作方法、实验先后顺序等，难点是（1）题装置顺序排列，题目难度中等．

练习册系列答案
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①温度为T1，在1L恒容容器中加入1.8molH2、1.2molS2，10min时反应达到平衡．测得10min内v（H2S）=0.08mol•L-1•min-1，则该条件下的平衡常数为0.8L•mol-1，若此时再向容器中充入H2（g）、S2（g）、H2S（g）各0.8mol，则平衡移动方向为正向（填“正向”、“逆向”或“不移动”）；
②温度为T2时T2＞T1，在1L恒容容器中也加入1.8molH2（g）、1.2molS2（g），反应建立平衡时测得S2（g）的转化率为25%，据此判断△H1＜0（填“＞”或“＜”），与T1时相比，平衡常数K2减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）常温下，用SO2与NaOH溶液反应可得到NaHSO3、Na2SO3等．
①已知Na2SO3水溶液显碱性，原因是SO32-+H2O?HSO3-+OH-（写出主要反应的离子方程式），该溶液中，c（Na+）＜2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-）（填“＞”、“＜”或“='’）．
②在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中，HSO3-和SO32-物质的量之比与溶液pH变化如下表所示（部分）：
n（SO32-）：n（HSO3-）91：91：11：91
pH8.27.26.2
根据表中数据，求盐Na2SO3溶液中SO32-的水解平衡常数K（SO32-）=10-6.2mol•L-1．
18．假设NH${\;}_{4}^{+}$是“元素NH4”的阳离子，则“元素NH4”在周期表中的位置应该是第三周期第IA族；NH4的碳酸盐应易（填“易”或“不易”）溶于水．
15．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）如图是N2（g）和H2（g）反应生成1mol NH3（g）过程中能量变化示意图，A代表的含义代表反应物的总能量A与C差值代表的含义代表反应热的大小．请写出N2和H2反应的热化学方程式：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92KJ/mol．反应过程中加入正向催化剂，E1和E2变化情况变小（变大，变小，不变），△H变化情况不变（变大，变小，不变）假设此反应在密闭容器中反应过程中活化分子百分数变化情况变大（变大，变小，不变）．
（2）若已知下列数据
化学键H-H N≡N
键能/kJ•mol-1435943
试根据表中及图中数据计算N-H的键能为390kJ•mol-1．
（3）用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染．
例如：4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g）△H1=-a kJ•mol-1　①
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H2=-b kJ•mol-1　②
若1mol NH3还原NO至N2，并生成水蒸气，则该反应过程中的反应热△H3=$\frac{（3b-a）}{4}$kJ•mol-1（用含a、b的式子表示）．
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