分析 制備活性氧化鋅流程為:氧化鋅粗品(含鐵的氧化物、CuO和SiO2等雜質(zhì))中加入稀硫酸,氧化鋅、鐵的氧化物、氧化銅與稀硫酸反應(yīng),二氧化硅不反應(yīng),通過過濾操作分離出二氧化硅,濾液中含有鐵離子、亞鐵離子、鋅離子、銅離子;向濾液M加入過量鐵粉,銅離子被置換成銅單質(zhì),通過過濾得到的濾液N中含有亞鐵離子、鋅離子;向濾液N中加入過量氫氧化鈉,反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵沉淀,濾液Q中含有AlO2-;酸化濾液Q后加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O,經(jīng)過煅燒得到ZnO,
(1)根據(jù)表面積、溫度等對反應(yīng)速率的影響答題,操作A為過濾,根據(jù)過濾操作方法寫出還缺少的儀器名稱;
(2)鐵與銅離子、鐵離子、氫離子都能發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)元素守恒和電荷守恒書寫化學(xué)方程式;
(3)根據(jù)信息判斷反應(yīng)物、反應(yīng)條件,然后寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(4)根據(jù)“ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O,“煅燒”在450~500℃下進(jìn)行,煅燒獲得ZnO”可知反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物,然后寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(5)根據(jù)電子守恒找出關(guān)系式,然后根據(jù)高錳酸鉀的物質(zhì)的量計算出亞鐵離子的物質(zhì)的量,再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算出濾液N中Fe2+的濃度.
解答 解:根據(jù)圖示可知,制備流程為:氧化鋅粗品(含鐵的氧化物、CuO和SiO2等雜質(zhì))中加入稀硫酸,氧化鋅、鐵的氧化物、氧化銅與稀硫酸反應(yīng),二氧化硅不反應(yīng),通過過濾操作分離出二氧化硅,濾液中含有鐵離子、亞鐵離子、鋅離子、銅離子;向濾液M加入過量鐵粉,銅離子被置換成銅單質(zhì),通過過濾得到的濾液N中含有亞鐵離子、鋅離子;向濾液N中加入過量氫氧化鈉,反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵沉淀,濾液Q中含有AlO2-;酸化濾液Q后加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O,經(jīng)過煅燒得到ZnO,
(1)根據(jù)表面積、溫度等對反應(yīng)速率的影響可知,為提高氧化鋅粗品的溶解速率,可采取的措施有將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒、加入過量硫酸、加熱等,操作A為過濾,過濾所用的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒和漏斗,還缺少漏斗,
故答案為:將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒、加入過量硫酸、加熱等;漏斗;
(2)加入過量鐵粉后,鐵與銅離子、鐵離子、氫離子都能發(fā)生反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣、銅單質(zhì)等,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2H++Fe=Fe2++H2↑、Cu2++Fe=Fe2++Cu、2Fe3++Fe=3Fe2+,
故答案為:2H++Fe=Fe2++H2↑、Cu2++Fe=Fe2++Cu、2Fe3++Fe=3Fe2+;
(3)濾渣P中Fe(OH)2和Fe(OH)3的物質(zhì)的量之比為5:1,該濾渣在空氣中灼燒可獲得高性能的磁粉Fe3O4,根據(jù)質(zhì)量守恒,反應(yīng)產(chǎn)物中還會生成水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:20Fe(OH)2+4Fe(OH)3+3O2=$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe3O4+26H2O,
故答案為:20Fe(OH)2+4Fe(OH)3+3O2=$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe3O4+26H2O;
(4)在450~500℃下煅燒ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O獲得ZnO,還會生成二氧化碳?xì)怏w和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O$\frac{\underline{\;450℃-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑,
故答案為:ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O$\frac{\underline{\;450℃-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑;
(5)取20.00mL濾液N,用O.02mol.L-l的KMnO4溶液進(jìn)行滴定,消耗KMnO4溶液18.00mL,高錳酸鉀的物質(zhì)的量為:0.02mol/L×0.018L=0.00036mol,
高錳酸根離子變成錳離子,化合價降低5價,亞鐵離子變成鐵離子化合價變化為1,則二者反應(yīng)的關(guān)系式為:KMnO4~5Fe2+,
反應(yīng)消耗的亞鐵離子的物質(zhì)的量為:0.00036mol×5=0.0018mol,
則濾液N中Fe2+的濃度為:c(Fe2+)=$\frac{0.0018mol}{0.02L}$=0.09mol/L,
故答案為:0.09mol/L.
點評 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計、物質(zhì)分離與提純方法的綜合應(yīng)用,題目難度較大,明確制備流程為解答關(guān)鍵,注意掌握常見物質(zhì)分離與提純的操作方法,試題知識點較多、綜合性較強,充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗、化學(xué)計算能力.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 水和乙醇 | |
B. | 乙二醇(沸點197.3℃)和乙酸(沸點117.9℃) | |
C. | 氯化鈉溶液和碳酸鈣 | |
D. | 碘和四氯化碳 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 2.4g金屬鎂全部變成鎂離子時失去的電子數(shù)為0.1NA | |
B. | 1.0 mol任何單質(zhì)氣體的分子數(shù)均為NA,原子數(shù)均為2NA | |
C. | 17gNH3所含的電子數(shù)目為NA | |
D. | 16g 02和03混合氣體中.含有原子數(shù)為NA |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
物質(zhì) | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
開始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 3.4 |
完全沉淀pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
實驗步驟(不要求寫出具體步驟) | 預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論 |
將所得沉淀過濾、洗滌, 將沉淀充分暴露于空氣中,觀察顏色 | 顏色變成褐色,說明含有Mn(OH)2 |
取少量沉淀于試管中,加入足量的鹽酸,觀察現(xiàn)象 | 沒有氣泡生成,說明不含MnCO3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{a(A-N+m)}{A+m}$mol | B. | $\frac{a(A-N)}{A+m}$ mol | C. | $\frac{a(A-N+m)}{A+2m}$mol | D. | $\frac{a(A-N+m)/}{A}$mol |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | X+3Y?2Z 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) | B. | X+3Y?2Z 正反應(yīng)為放熱反應(yīng) | ||
C. | X+2Y?3Z 正反應(yīng)為放熱反應(yīng) | D. | 5Z+3Y?4Z 正反應(yīng)為放熱反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 實驗I:逐滴滴加鹽酸時,試管中立即產(chǎn)生大量氣泡 | |
B. | 實驗Ⅱ:可比較氯、碳、硅三種元素的非金屬性強弱 | |
C. | 實驗Ⅲ:從飽和食鹽水中提取NaCl晶體 | |
D. | 裝置Ⅳ:酸性KMnO4溶液中有氣泡出現(xiàn),且溶液顏色會逐漸變淺乃至褪去 |
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