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活性氧化鋅在橡膠、化工、涂料、陶瓷、醫(yī)藥、電子等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用.但隨著鋅資源的不斷開發(fā)和利用,鋅礦資源越來越少,因此研究利用鋅二次資源對緩解鋅資源枯竭進(jìn)程具有重要意義.如圖是以含鋅銅煙塵(火法煉銅的副產(chǎn)品,主要成分是ZnO、CuO和FeO)制備活性氧化鋅的工藝流程:

含鋅銅煙塵經(jīng)過預(yù)處理后的主要成分為ZnO,還含有少量的CuO和Fe2O3
(1)操作a名稱是
過濾
過濾
,在實(shí)驗(yàn)室中,該過程用到的主要玻璃儀器有
燒杯、漏斗、玻璃棒
燒杯、漏斗、玻璃棒

(2)溶解池中待固體全部溶解后,加入鋅粉的作用有:①將Fe3+還原為Fe2+;②
除去雜質(zhì)Cu2+
除去雜質(zhì)Cu2+
:③調(diào)節(jié)溶液的pH(控制其在5.0-5.4之間).
(3)檢驗(yàn)溶解池中Fe3+已全部被還原為Fe2+的最佳試劑是
KSCN溶液
KSCN溶液

(4)表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為10mol-l計(jì)算).反應(yīng)池中的溫度控制在90-95℃,請寫出反應(yīng)池中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+
2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+

開始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3+ 1.1 3.2
Fe2+ 5.8 8.8
Zn2+ 5.9 8.9
(5)操作b的名稱是
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

(6)沉淀池中得到的沉淀化學(xué)式可以表示為:aZnCO3?bZn(OH)2?cH2O(a、b、c均為整數(shù)).某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了確定其組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):稱取3.59g沉淀進(jìn)行焙燒,將焙燒過程中產(chǎn)生的氣體依次通過足量的濃硫酸和堿石灰,它們分別增重0.72g和0.44g,則該沉淀的組成為
ZnCO3?2Zn(OH)2?2H2O
ZnCO3?2Zn(OH)2?2H2O
分析:(1)操作a是將固體與溶液分離,應(yīng)采取過濾的方法,過濾所用的主要玻璃儀器有:燒杯、漏斗、玻璃棒;
(2)溶解池反應(yīng)后溶液中還含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵與硫酸鐵,加入鋅粉還有除去雜質(zhì)Cu2+的作用;
(3)Fe3+遇KSCN溶液呈紅色,據(jù)此檢驗(yàn);
(4)反應(yīng)池中加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+便于除去,同時不引入新的雜質(zhì),由工藝流程可知,生成氫氧化亞鐵沉淀,結(jié)合守恒進(jìn)行解答;
(5)操作b從溶液中獲得硫酸銨晶體,應(yīng)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等操作;
(6)分解最終生成氧化鋅、二氧化碳與水,濃硫酸增重0.72g為生成的水的質(zhì)量,堿石灰增重0.44g為生成的二氧化碳的質(zhì)量,根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算氧化鋅的質(zhì)量,根據(jù)n=
m
M
計(jì)算氧化鋅、二氧化碳、水的物質(zhì)的量,再根據(jù)原子守恒計(jì)算.
解答:解:(1)操作a是將固體與溶液分離,應(yīng)采取過濾的方法,過濾所用的主要玻璃儀器有:燒杯、漏斗、玻璃棒,
故答案為:過濾;燒杯、漏斗、玻璃棒;
(2)溶解池反應(yīng)后溶液中還含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵與硫酸鐵,加入鋅粉還有除去雜質(zhì)Cu2+的作用,
故答案為:除去雜質(zhì)Cu2+
(3)Fe3+遇KSCN溶液呈紅色,是Fe3+的特征反應(yīng),可以檢驗(yàn)Fe3+的存在,
故答案為:KSCN溶液;
(4)反應(yīng)池中加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+便于除去,同時不引入新的雜質(zhì),由工藝流程可知,生成氫氧化亞鐵沉淀,反應(yīng)方程式為2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+
故答案為:2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+
(5)操作b從溶液中獲得硫酸銨晶體,應(yīng)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等操作,
故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(6)分解最終生成氧化鋅、二氧化碳與水,濃硫酸增重0.72g為生成的水的質(zhì)量,物質(zhì)的量為
0.72g
18g/mol
=0.04mol,堿石灰增重0.44g為生成的二氧化碳的質(zhì)量,物質(zhì)的量為
0.44g
44g/mol
=0.01mol,根據(jù)質(zhì)量守恒可知氧化鋅的質(zhì)量=3.59g-0.72g-0.44g=2.43g,其物質(zhì)的量為
2.43g
81g/mol
=0.03mol,
則n(ZnCO3)=0.01mol,n[Zn(OH)2]=0.03mol-0.01mol=0.02mol,n(H2O)=0.04mol-0.02mol=0.02mol,故n(ZnCO3):n[Zn(OH)2]:n(H2O)=0.01mol:0.02mol:0.02mol=1:2:2,
故該沉淀的組成為ZnCO3?2Zn(OH)2?2H2O,
故答案為:ZnCO3?2Zn(OH)2?2H2O.
點(diǎn)評:本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、對操作步驟的分析評價、物質(zhì)的分離提純、氧化學(xué)計(jì)算等,是對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用與能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識、信息進(jìn)行解決問題的能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

本題為選做題,包括A、B兩題.選學(xué)《化學(xué)與生活》模塊的考生答A題,選學(xué)《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》模塊的考生答B(yǎng)題,每位考生只可選做1題.若兩題都作答,則以A題計(jì)分.
A.《化學(xué)與生活》
(1)食品和藥品關(guān)系人的生存和健康.
①市場上銷售的食鹽品種很多.下列食鹽中,所添加的元素不屬于人體必需微量元素的是
C
C
(填字母).
A.加鋅鹽        B.加碘鹽       C.加鈣鹽
②纖維素被稱為“第七營養(yǎng)素”.食物中的纖維素雖然不能為人體提供能量,但能促進(jìn)腸道蠕動、吸附排出有害物質(zhì).從化學(xué)成分看,纖維素是一種
A
A
(填字母).
A.多糖          B.蛋白質(zhì)       C.脂肪
③某同學(xué)感冒發(fā)燒,他可服用下列哪種藥品進(jìn)行治療
B
B
(填字母).
A.麻黃堿      B.阿司匹林    C.抗酸藥
(2)蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ),沒有蛋白質(zhì)就沒有生命.請回答下列問題:
①油脂被攝入人體后,在酶的作用下水解為高級脂肪酸和
甘油
甘油
(寫名稱),進(jìn)而被氧化生成二氧化碳和水并提供能量,或作為合成人體所需其他物質(zhì)的原料.
②人體攝入的蛋白質(zhì)在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下,水解成
氨基酸
氨基酸
,被人體吸收后,重新結(jié)合成人體所需的蛋白質(zhì).人體內(nèi)蛋白質(zhì)也在不斷分解,最后生成尿素排出體外.蛋白質(zhì)在一定條件下能發(fā)生變性,從而失去生理活性.萬一誤服硫酸銅溶液,此時應(yīng)立即作怎樣的處理?
服用牛奶、蛋清或蛋白質(zhì)等富含蛋白質(zhì)的食品
服用牛奶、蛋清或蛋白質(zhì)等富含蛋白質(zhì)的食品

③維生素C是一種重要維生素,能防治壞血病.用淀粉溶液、碘水為試劑,驗(yàn)證維生素C具有還原性的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是
取少許淀粉溶液,加入數(shù)滴碘水呈藍(lán)色,再加入維生素C,振蕩后溶液藍(lán)色褪去
取少許淀粉溶液,加入數(shù)滴碘水呈藍(lán)色,再加入維生素C,振蕩后溶液藍(lán)色褪去

(3)材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ).
①普通玻璃是生活中常用的硅酸鹽材料,其主要成分是Na2SiO3、CaSiO3
SiO2
SiO2
(填化學(xué)式).生產(chǎn)普通玻璃時,石英和碳酸鈉高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Na2CO3+SiO2
 高溫 
.
 
Na2SiO3+CO2
Na2CO3+SiO2
 高溫 
.
 
Na2SiO3+CO2

②通常使用的鋼鐵是鐵和
的合金;為增強(qiáng)鐵器件的抗腐蝕能力,常用一種“烤藍(lán)”的方法處理鐵器表面使鐵器表面氧化生成一層致密的薄膜,其成分為
Fe3O4
Fe3O4
(填化學(xué)式);當(dāng)鍍鋅自行車鋼圈鍍層被損壞后,這時鐵被腐蝕速度比鋅
(填“快”或“慢”).
③天然橡膠(生膠)是線型高分子,因高分子鏈上有雙鍵易老化,工業(yè)上常將它與含硫物質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成為體型的網(wǎng)狀分子的
硫化
硫化
橡膠.
B.《有機(jī)化學(xué)》
(1)有機(jī)物含有的官能團(tuán)不同,性質(zhì)也有差異.
①1mol下列有機(jī)物可與2mol溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)的是
B
B
(填字母).
A.乙烯         B.乙炔       C.乙烷
②下列有機(jī)物中,核磁共振氫譜只有一個吸收峰的是
A
A
(填字母).
A.苯           B.苯酚       C.苯甲酸
③下列有機(jī)物中,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的是
C
C
(填字母).
A.乙酸乙酯      B.乙醇       C.葡萄糖
(2)分子式為C4H10O,屬于醇的同分異構(gòu)體有
4
4
種,其中一種不能氧化成醛或酮,它的結(jié)構(gòu)簡式是
;另一種沒有支鏈且能被氧化成醛,寫出它與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)的方程式

(3)科學(xué)家常采用將藥物連接在高分子載體上,制成緩釋長效藥物.已知某種解熱鎮(zhèn)痛類藥物,其結(jié)構(gòu)簡式如圖甲,把它連接到高分子聚合物B上,形成緩釋長效藥物C如圖乙.
①分子聚合物B的結(jié)構(gòu)簡式為

②A與B反應(yīng)生成C的有機(jī)反應(yīng)類型是
酯化反應(yīng)
酯化反應(yīng)

③A可水解成
CH3COOH
CH3COOH
(寫結(jié)構(gòu)簡式).

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