Question

【題目】鋅是人體必需的的微量元素，稱“生命元素”。

【鋅的廣泛應用】

（1）處于生長發(fā)育期的兒童、青少年如果缺鋅，會導致發(fā)育不良，食欲差，反應遲鈍。缺乏嚴重時，將會導致“_________ 癥”和智力發(fā)育不良。 補“鋅”采用藥補與食補并舉，經(jīng)常吃貝殼類海產(chǎn)品、紅色肉類等含鋅的食物有利補“鋅”，這個“鋅 ”指_____。

A. 單質(zhì) B. 元素 C. 原子 D. 分子

（2）實驗室用鋅與稀硫酸制取氫氣，同時得到副產(chǎn)品硫酸鋅。反應的化學方程式為___________________。

【制備七水硫酸鋅】

以含鋅廢渣（主要成分為ZnO,雜質(zhì)為FeO﹑CuO）為原料制備七水硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）的流程如下。

（1）粉碎的目的是___________________。

（2）若實驗室用質(zhì)量分數(shù)為98%，密度為1.84g/ml的濃硫酸配制200g、25%的稀硫酸，需要濃硫酸的體積為___________（精確到小數(shù)點后一位），配制時，需要的玻璃儀器有量筒﹑玻璃棒、燒杯和__________，

（3）物質(zhì)X是__________，濾渣中含有的金屬單質(zhì)有__________，

（4）流程中獲得七水硫酸鋅前省略的操作是_______﹑冷卻結(jié)晶﹑過濾、洗滌和低溫烘干。

（5）某溫度下，F(xiàn)e(OH)3分解得到一種鐵﹑氧質(zhì)量比21:8的氧化物，該氧化物的化學式__________。

（6）除鐵過程中，溫度、pH對除鐵效果的影響分別對如圖所示。由圖可知，除鐵時溫度應控制在__________℃為宜，pH應控制在__________為宜。

【組成測定】在一定條件下，向ZnSO4溶液中加入Na2CO3溶液，充分反應后，經(jīng)過濾、洗滌、低溫干燥得到純凈濾渣aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O。為了確定aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O組成，進行如下實驗：

【查閱資料】（假設(shè)每步反應、吸收均完全。堿石灰為氫氧化鈉和生石灰的混合物。）

aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O受熱分解生成ZnO、H2O、CO2三種產(chǎn)物，

其中ZnCO3 ZnO+CO2↑；Zn(OH)2ZnO+H2O。

現(xiàn)稱取35.9 g aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O在B裝置中進行煅燒，將完全煅燒過程中產(chǎn)生的氣體依次通過裝置C和裝置D，它們分別增重7.2 g和4.4 g。

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】

（1）裝置A的作用是_______________。

（2）若沒有E裝置，測得二氧化碳的質(zhì)量____________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，化學式a ZnCO3·b Zn(OH)2· c H2O中的a:b:c ＝_____________ 。

【反思與拓展】

濾渣成分因溫度等不同導致a、b、c會有差異，假設(shè)B化學式為ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，向該B中加入稀硫酸，反應的化學方程式為：_____________。

Answer 1

【答案】 侏儒 B Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ 增大接觸面積，使反應更快更充分 22.7ml 膠頭滴管 Zn Zn、Cu 蒸發(fā)濃縮 Fe3O4 83±1 3.5±0.1 除去空氣中的CO2 和H2O 偏大 1∶2∶2 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O + 3H2SO4 = 3ZnSO4 + 6H2O + CO2↑

【解析】【鋅的廣泛應用】（1）處于生長發(fā)育期的兒童、青少年如果缺鋅，會導致發(fā)育不良，食欲差，反應遲鈍。 缺乏嚴重時，將會導致“侏儒癥”和智力發(fā)育不良。貝殼類海產(chǎn)品、紅色肉類等含鋅的食物有利補“鋅”，這個“鋅 ”指元素。（2）鋅與稀硫酸，生成硫酸鋅和氫氣。反應的化學方程式為Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑，【制備七水硫酸鋅】（1）粉碎的目的是增大接觸面積，使反應更快更充分；98%，密度為1.84g/ml的濃硫酸配制200g、25%的稀硫酸，需要濃硫酸的體積為x，則x×1.84g/ml×98%=200g×25%; x≈22.7ml; 需要的玻璃儀器有量筒﹑玻璃棒、燒杯和膠頭滴管；（3）除鐵后的溶液中含有硫酸銅和硫酸鋅，要除掉銅，得硫酸鋅溶液，所以加入的金屬X是鋅，濾渣中的金屬有反應生成的銅和過量的鋅。（4）要通過降溫結(jié)晶得到七水硫酸鋅，則應該先將溶液加熱濃縮，然后再降溫結(jié)晶；（5）設(shè)鐵的氧化物的化學式為FexOy；56x/16y=21:8, x/y=3/4，所以氧化物為Fe3O4；除鐵過程中，溫度、pH對除鐵效果的影響分別對如圖所示。（4）由圖可知，除鐵時溫度應控制在83±1 _℃為宜，pH應控制在3.5±0.1_為宜；【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】（1）裝置A中堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，能吸收水和二氧化碳，裝置A的作用是除去空氣中的CO2 和H2O 。（2）若沒有E裝置，D中的堿石灰能吸收空氣中的水和二氧化碳，使測得二氧化碳的質(zhì)量偏大；（3）裝置C增加的量為水的質(zhì)量，和裝置D增加的為二氧化碳的質(zhì)量，所以反應生成7.2 g水和4.4 g二氧化碳。aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O受熱分解生成ZnO、H2O、CO2,,據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，可知生成氧化鋅的總質(zhì)量為35.9g-7.2g-4.4g=24.3g;設(shè)碳酸鋅分解生成氧化鋅的質(zhì)量為xZnCO3 ZnO+CO2↑；

81 44

X 4.4g

81/x=44/4.4g x=8.1g

則有氫氧化鋅分解生成氧化鋅的質(zhì)量為24.3g-8.2g=16.2g

設(shè)氫氧化鋅分解生成水的質(zhì)量為y

Zn(OH)2 ZnO+H2O。

81 18

16.2g y

81/16.2g=18/y y=3.6g

所以35.9g aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O中結(jié)晶水的質(zhì)量為7.2g-3.6g=3.6g, 化學式a ZnCO3·b Zn(OH)2· c H2O中的a:b:c ＝1:2:2