Question

19．鋅及其氧化物（ZnO，白色，難溶于水，溶于強(qiáng)酸）具有廣泛的應(yīng)用．
（一）鋅的廣泛應(yīng)用
（1）鋅被稱之為“生命元素”．兒童、青少年如果缺鋅嚴(yán)重，將會導(dǎo)致“侏儒 癥”和智力發(fā)育不良．經(jīng)常吃貝殼類海產(chǎn)品、紅色肉類等含鋅的食物有利補(bǔ)“鋅”．這里的“鋅”是指B．
A．單質(zhì)           B．元素          C．原子         D．分子
（2）實(shí)驗(yàn)室用鋅與稀硫酸制取氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（3）鋅與銅熔合可形成“黃銅”，它屬于A（選填序號）．
A．金屬材料      B．無機(jī)非金屬材料      C．合成材料      D．復(fù)合材料
（二）活性ZnO制取的探究
[實(shí)驗(yàn)方案]工業(yè)上用粗氧化鋅（含少量FeO）制取活性氧化鋅，其流程如圖1：

[查閱資料]一些陽離子以氫氧化物形式開始沉淀、完全沉淀時溶液的pH如表．

沉淀物	Fe（OH）3	Zn（OH）2	Fe（OH）2
開始沉淀pH	1.5	6.2	6.3
完全沉淀pH	3.2	8.0	9.7

[問題探究]
（4）“溶解”前將粗氧化鋅粉碎成細(xì)顆粒，目的是增大接觸面積，使其充分反應(yīng)．
（5）“溶解”后得到的酸性溶液中含有ZnSO₄、H₂SO₄、FeSO₄．除鐵池中加入適量H₂O₂，使Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺；為使溶液中Fe³⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，而Zn²⁺不形成Zn（OH）₂，則應(yīng)加入氨水控制溶液的pH的范圍為3.2～6.2．
（6）“沉淀池”中的沉淀經(jīng)過濾、洗滌等操作得純凈固體M，其組成為：aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O．
確認(rèn)固體M已經(jīng)洗滌干凈的操作是：取最后一次洗滌液，最好選擇下列C，
向其中滴入無現(xiàn)象，則已經(jīng)洗干凈．
A．紫色石蕊試液     B．少量稀鹽酸    C．氯化鋇溶液或硝酸鋇溶液
[組成測定]固體B的組成會影響制得的ZnO的活性．為確定aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（假設(shè)每步反應(yīng)、吸收均完全）：
[查閱資料]aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O受熱分解生成ZnO、H₂O、CO₂三種產(chǎn)物．
（7）寫出裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）ZnO+（b+c） H₂O+aCO₂↑．現(xiàn)稱取35.9g aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O在B裝置中進(jìn)行完全煅燒，測得裝置C和D的質(zhì)量分別增重7.2g和4.4g．
[實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理]
（8）裝置A的作用是吸收空氣中的水和二氧化碳．
（9）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，則生成ZnO的質(zhì)量為24.3g；a：b：c=1：2：2．
（10）若沒有E裝置，則測得的a值偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）人體如果缺乏某種元素，會患疾病，例如缺乏鈣元素時容易患佝僂病或骨質(zhì)疏松癥，缺乏碘元素時容易患甲狀腺腫大等；
食品含有的鈣、鋅、鐵、碘等通常是指元素；
（2）根據(jù)反應(yīng)物、生成物書寫化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)物質(zhì)的分類進(jìn)行分析；
（4）粗氧化鋅粉碎成細(xì)顆粒是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率；
（5）根據(jù)氧化鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和水進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)碳酸根離子的檢驗(yàn)分析；
（7）根據(jù)反應(yīng)物、生成物書寫化學(xué)方程式；
（8）根據(jù)A能吸收空氣中的水和二氧化碳解答；
（9）根據(jù)C吸收的是水，D吸收的是二氧化碳，堿式碳酸鋅樣品35.9g，裝置C增加的質(zhì)量為7.2g，故生成水的質(zhì)量為7.2g；裝置D增加的質(zhì)量為4.4g，生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，故氧化鋅的質(zhì)量為35.9g-7.2g-4.4g=24.3g，計算各物質(zhì)的物質(zhì)的量，利用元素守恒計算堿式碳酸鋅中a、b、c；
（10）根據(jù)E能吸收空氣中的水和二氧化碳解答．

解答 解：（1）人體缺少鋅元素會導(dǎo)致兒童發(fā)育遲緩，智力低下，導(dǎo)致侏儒癥；食品含有的鈣、鋅、鐵、碘等通常是指元素，故填：侏儒；B；
（2）實(shí)驗(yàn)室用鋅與稀硫酸制取氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（3）根據(jù)物質(zhì)的分類，合金屬于金屬材料，故選A；
（4）將粗氧化鋅粉碎成細(xì)顆粒是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率；故答案：增大接觸面積，使其充分反應(yīng)；
（5）氧化鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和水，F(xiàn)eO與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，所以“溶解”后得到的酸性溶液中含有反應(yīng)生成的硫酸鋅、硫酸亞鐵和過量的硫酸，從表中可以看出，在pH控制在3.2～6.2的范圍內(nèi)，只生成氫氧化鐵沉淀，故填：H₂SO₄；3.2～6.2；
（6）確認(rèn)固體M已經(jīng)洗滌干凈的操作是：取最后一次洗滌液，向其中滴入氯化鋇溶液或硝酸鋇溶液無現(xiàn)象，則已經(jīng)洗干凈，故選C；
（7）aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O受熱分解生成ZnO、H₂O、CO₂三種產(chǎn)物化學(xué)方程式：aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）ZnO+（b+c） H₂O+aCO₂↑；
（8）裝置A能吸收空氣中的水和二氧化碳，排除空氣中的水和二氧化碳的干擾；故填：吸收空氣中的水和二氧化碳；
（9）C吸收的是水，D吸收的是二氧化碳，堿式碳酸鋅樣品35.9g，裝置C增加的質(zhì)量為7.2g，故生成水的質(zhì)量為7.2g；裝置D增加的質(zhì)量為4.4g，生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，故氧化鋅的質(zhì)量為35.9g-7.2g-4.4g=24.3g，根據(jù)化學(xué)方程式aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）ZnO+（b+c） H₂O+aCO₂↑；
n（H₂O）=$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，n（CO₂）=$\frac{4.4g}{44g/mol}$=0.1mol，n（ZnO）=$\frac{24.3g}{81g/mol}$=0.3mol，（a+b）：（b+c）：a=0.3mol：0.4mol：0.1mol=3：4：1，則a：b：c=1：2：2；故填：24.3；1：2：2；
（10）E處應(yīng)該添加一個盛有的干燥管，堿石灰的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，那么裝置D吸收了一部分空氣中的二氧化碳，增重大于實(shí)際分解得到的二氧化碳，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大；故填：偏大．
故答案為：（1）侏儒，B；
（2）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（3）A；
（4）增大接觸面積，使其充分反應(yīng)；
（5）H₂SO₄，1.5～3.2；
（6）C；
（7）aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）ZnO+（b+c） H₂O+aCO₂↑；
（8）除去空氣中的H₂O和CO₂；
（9）24.3；1：2：2；
（10）偏大．

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．