15.以煉鋅廠的煙道灰(主要成分為ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)為原料可生產(chǎn)草酸鋅晶體(ZnC2O4•2H2O).  

有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2
開始沉淀的pH1.56.54.25.4
沉淀完全的pH3.39.76.78.2
請(qǐng)問(wèn)答下列問(wèn)題:
(1)濾渣A的主要成分為SiO2
(2)除錳過(guò)程中產(chǎn)生MnO(OH)2沉淀的離子方程式為Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+
(3)①除鐵(部分Cu2+可能被除去)時(shí)加入ZnO控制反應(yīng)液pH的范圍為3.3~5.4.
②上述流程中除鐵與除銅的順序不能顛倒,否則除鐵率會(huì)減小,其原因是先加入ZnS會(huì)將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去.
(4)若沉淀過(guò)程采用Na2C2O4代替(NH42C2O4生產(chǎn)草酸鋅晶體,合理的加料方式是在攪拌下,將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中.
(5)將草酸鋅晶體加熱分解可得到一種納米材料.加熱過(guò)程中固體殘留率隨溫度的變化如右圖所示,300℃~460℃范圍內(nèi),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑.

分析 用鹽酸酸浸時(shí)SiO2不溶解,過(guò)濾分離,濾渣A為SiO2,濾液中加入過(guò)氧化氫進(jìn)行除錳,再通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過(guò)濾分離,濾液中再加入ZnS,Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀,過(guò)濾除去,濾液中注意為氯化鋅,加入草酸銨得到草酸鋅晶體,最終的濾液中含有氯化銨等.
(1)由分析可知,濾渣A為二氧化硅,濾渣B為氫氧化鐵;
(2)除錳過(guò)程中產(chǎn)生MnO(OH)2沉淀,根據(jù)電荷守恒應(yīng)有氫離子生成;
(3)①除鐵(部分Cu2+可能被除去)時(shí)加入ZnO控制pH使鐵離子沉淀完全,而Zn2+不能沉淀;
②ZnS會(huì)將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去;
(4)用Na2C2O4代替(NH42C2O4生產(chǎn)草酸鋅晶體,可以吧草酸銨加入氯化鋅溶液中生成草酸鋅沉淀;
(5)ZnC2O4•2H2O晶體中的ZnC2O4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{153}{153+36}$×100%=80.95%,故A點(diǎn)完全失去結(jié)晶水,化學(xué)式為ZnC2O4,假設(shè)B點(diǎn)為ZnO,則殘留固體占有的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{81}{153+36}$×100%=42.86%,故B點(diǎn)殘留固體為ZnO,結(jié)合原子守恒可知還生成等物質(zhì)的量的CO與CO2

解答 解:用鹽酸酸浸時(shí)SiO2不溶解,過(guò)濾分離,濾渣A為SiO2,濾液中加入過(guò)氧化氫進(jìn)行除錳,再通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過(guò)濾分離,濾液中再加入ZnS,Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀,過(guò)濾除去,濾液中注意為氯化鋅,加入草酸銨得到草酸鋅晶體,最終的濾液中含有氯化銨等.
(1)由分析可知,濾渣A為SiO2,故答案為:SiO2;
(2)除錳過(guò)程中產(chǎn)生MnO(OH)2沉淀,根據(jù)電荷守恒應(yīng)有氫離子生成,反應(yīng)離子方程式為:Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+
故答案為:Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+;
(3)①除鐵(部分Cu2+可能被除去)時(shí)加入ZnO控制pH使鐵離子沉淀完全,而Zn2+不能沉淀,故控制反應(yīng)液pH的范圍為3.3~5.4,
故答案為:3.3~5.4;
②除鐵與除銅的順序不能顛倒,否則除鐵率會(huì)減小,其原因是:先加入ZnS會(huì)將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去,
故答案為:先加入ZnS會(huì)將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去;
(4)若沉淀過(guò)程采用Na2C2O4代替(NH42C2O4生產(chǎn)草酸鋅晶體,合理的加料方式是,在攪拌下,將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中,
故答案為:在攪拌下,將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中;
(5)ZnC2O4•2H2O晶體中的ZnC2O4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{153}{153+36}$×100%=80.95%,故A點(diǎn)完全失去結(jié)晶水,化學(xué)式為ZnC2O4,假設(shè)B點(diǎn)為ZnO,則殘留固體占有的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{81}{153+36}$×100%=42.86%,故B點(diǎn)殘留固體為ZnO,結(jié)合原子守恒可知還生成等物質(zhì)的量的CO與CO2.300℃~460℃范圍內(nèi),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑,
故答案為:ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑.

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備工藝流程,關(guān)鍵是對(duì)工藝流程的理解,涉及陌生方程式書寫、物質(zhì)的分離提純、對(duì)條件的控制與分析、化學(xué)計(jì)算等,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,是高考?碱}目,熟練掌握元素化合物性質(zhì),題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

15.寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
(1)小蘇打與燒堿溶液反應(yīng)HCO3-+OH-=CO32-+H2O;
(2)過(guò)量的二氧化碳通入氫氧化鈉溶液CO2+OH-=HCO3-;
(3)Na2CO3溶液與CH3COOH溶液反應(yīng)CO32-+2CH3COOH=CO2↑+2CH3COO-+H2O;
(4)大理石(CaCO3)與稀HNO3反應(yīng)CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;
(5)AgNO3溶液和NaCl溶液反應(yīng)Ag++Cl-=AgCl↓;
(6)NaOH溶液和H2SO4溶液H++OH-=H2O;
(7)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液:Ba2++2H++20H-+SO42-=BaSO4↓+2H2O.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.實(shí)驗(yàn)室里需用480mL 0.1mol•L-1的硫酸銅溶液,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.稱取8.0g硫酸銅,加入500mL水
B.稱取12.0g膽礬配成500mL溶液
C.定容搖勻后液面下降,應(yīng)加水至凹液面最低點(diǎn)與刻線相平
D.定容時(shí)仰視刻線會(huì)使所配溶液濃度偏小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

3.Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)?H2(g)+I2(g).在716K時(shí),將2mol碘化氫氣體充入體積為VL的容器中進(jìn)行分解,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)氣體混合物中碘化氫的體積分?jǐn)?shù)為0.80,試計(jì)算:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計(jì)算結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示).
(2)達(dá)平衡時(shí)HI的轉(zhuǎn)化率.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.在容積不變的密閉容器中,充入1 mol A氣體、2 mol B氣體和1 mol C氣體,發(fā)生A+2 B?n C的反應(yīng),一段時(shí)間后達(dá)到平衡,此時(shí)C的物質(zhì)的量是開始時(shí)的2.4倍,且增大壓強(qiáng)會(huì)使A的轉(zhuǎn)化率增大;升高平衡體系溫度,再達(dá)平衡后體系中C的體積分?jǐn)?shù)為13%,則下列判斷錯(cuò)誤的是(  )
A.n=2
B.第一次達(dá)平衡時(shí),反應(yīng)消耗的A為0.7 mol
C.充入氮?dú)夂螅磻?yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng)
D.正反應(yīng)放熱

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.在兩個(gè)固定體積均為1L密閉容器中以不同的氫碳化比[n(H2):n(CO2)]充入H2和CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H.CO2的平衡轉(zhuǎn)化率a(CO2)與溫度的關(guān)系如圖所示.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.該反應(yīng)在高溫下自發(fā)進(jìn)行
B.氫碳比:X<2.0
C.若起始時(shí),CO2、H2、濃度分分別為0.5mol/L和1.0mol/L,則可得P點(diǎn),對(duì)應(yīng)溫度的平衡常數(shù)的值為512
D.向處于P點(diǎn)狀態(tài)的容器中,按2:4:1:4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,再次平衡后a(CO2)減小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

7.在密閉容器中給CO和水蒸氣的混合物加到800℃時(shí),有下列平衡:CO+H2O?CO2+H2且K=1,若用2molCO和10molH2O(氣)相互混合并加熱到800℃,達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率約為(  )
A.16.7%B.50%C.66.7%D.83%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.溴化鈣用于石油鉆井,也用于制造溴化銨及光敏紙、滅火劑、制冷劑等.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備CaBr2•2H2O的主要流程如圖(a)所示:

回答下列問(wèn)題:
(1)已知溴易揮發(fā),Br2的沸點(diǎn)為59℃.
①過(guò)程Ⅰ中用SO2吸收溴蒸氣,其目的是富集溴元素.
②在過(guò)程Ⅰ中蒸餾操作控制的關(guān)鍵條件是控制溫度計(jì)的溫度,并收集59℃的餾分.
(2)過(guò)程Ⅱ中控制反應(yīng)不過(guò)于劇烈的操作或措施是分批、緩慢加入液溴或不斷攪拌加快熱量的散失或?qū)⒎磻?yīng)置于冷水浴中.
(3)操作I到的玻璃儀器有酒精燈、溫度計(jì)、蒸餾燒瓶,冷凝管、牛角管、錐形瓶,試劑M為Ca(OH)2(填化學(xué)式).
(4)為了獲得干燥的CaBr2•2H2O,結(jié)合溴化鈣的溶解度曲線,操作Ⅱ中包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥.
(5)在50~70℃時(shí),用尿素[CO(NH22]、Br2、Ca(OH)2制備溴化鈣,此反應(yīng)中還會(huì)生成兩種無(wú)色無(wú)味的氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:CO(NH22+3Ca(OH)2 +3Br2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CaBr2+N2↑+7H2O;.
(6)制得的CaBr2•2H2O可以通過(guò)以下方法測(cè)定純度:稱取10.00g樣品溶于水,滴入足量Na2CO3溶液,充分反應(yīng)后過(guò)濾,將濾渣洗滌、烘干、冷卻,稱量,得到3.89g固體.則CaBr2•2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.80%.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

5.1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無(wú)色液體,密度是2.18g/cm3,沸點(diǎn)131.4℃,熔點(diǎn)9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑.在實(shí)驗(yàn)中可以用如圖所示裝置制備1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液.試管d中裝有濃溴水(表面覆蓋少量水).

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)燒瓶a中發(fā)生的是乙醇的脫水反應(yīng),即消去反應(yīng),反應(yīng)溫度是170℃,并且該反應(yīng)要求溫度迅速升高到170℃,否則容易發(fā)生副反應(yīng).請(qǐng)寫出乙醇發(fā)生消去反應(yīng)的方程式CH3CH2OH$→_{△}^{170℃}$CH2=CH2↑+H2O.
(2)寫出制備1,2-二溴乙烷的化學(xué)方程式:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(3)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞.請(qǐng)回答發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象:b中水面會(huì)下降,玻璃管中的水面會(huì)上升,甚至溢出.
(4)容器c中NaOH溶液的作用是:除去乙烯中帶出的酸性氣體或答二氧化碳、二氧化硫.
(5)判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是溴水顏色基本褪去;
(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚,可用蒸餾的方法除去;
(7)反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用冷水冷卻裝置d,其主要目的是冷卻可避免溴揮發(fā).

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同步練習(xí)冊(cè)答案