3.濕化學(xué)法(NPP一法)制備納米級(jí)活性氧化鋅,可以用氧化鋅粗品(含有FeO、Fe2O3、CuO雜質(zhì))為原料,采用酸浸出鋅,經(jīng)過(guò)多次凈化除去原料中的雜質(zhì),然后沉淀獲得堿式碳酸鋅,最后焙燒獲得活性氧化鋅,其化學(xué)工藝流程如下:

已知溶液中Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+以氫氧化物的形式沉淀時(shí)的pH如表格:
 離子 開(kāi)始沉淀的pH 完全沉淀的pH
 Fe2+ 6.4 8.4
Fe3+ 2.7 3.2
Cu2+ 5.2 6.7
Zn2+ 6.8 9.0
(1)通過(guò)焰色反應(yīng)可以檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有Na+,該實(shí)驗(yàn)的具體操作是將鉑絲蘸鹽酸在無(wú)色火焰上灼燒到無(wú)色,再蘸取少量產(chǎn)品在無(wú)色火焰上灼燒,觀察火焰顏色,若呈黃色,則證明有Na+,反之,則證明沒(méi)有Na+
(2)上述流程圖中用的Na2CO3溶液中陰離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-).
(3)濾渣1是Fe(OH)3(填化學(xué)式).加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(4)“沉淀”得到ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O,“煅燒”在450~500℃下進(jìn)行,“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式為:ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O$\frac{\underline{\;450℃-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑.
(5)納米活性氧化鋅可用作氯乙烯聚合制取聚氯乙烯的催化劑,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:nCH2=CHCl$\stackrel{納米活性氧化鋅}{→}$

分析 制備活性氧化鋅流程為:氧化鋅粗品(含有FeO、Fe2O3、CuO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),溶液中含有鐵離子、亞鐵離子、鋅離子、銅離子,向溶液中加入雙氧水將亞鐵離子氧化得鐵離子,調(diào)節(jié)PH值使鐵離子生成氫氧化鐵;過(guò)濾,濾渣1為氫氧化鐵,濾液1中含有鋅離子、銅離子,加入過(guò)量鋅粉,銅離子被置換成銅單質(zhì),通過(guò)過(guò)濾得到的濾液2中含有鋅離子,濾渣2中含有銅單質(zhì)和過(guò)量的鋅粉;向?yàn)V液2中加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O,經(jīng)過(guò)煅燒得到ZnO,據(jù)此答題.

解答 解:制備活性氧化鋅流程為:氧化鋅粗品(含有FeO、Fe2O3、CuO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),溶液中含有鐵離子、亞鐵離子、鋅離子、銅離子,向溶液中加入雙氧水將亞鐵離子氧化得鐵離子,調(diào)節(jié)PH值使鐵離子生成氫氧化鐵;過(guò)濾,濾渣1為氫氧化鐵,濾液1中含有鋅離子、銅離子,加入過(guò)量鋅粉,銅離子被置換成銅單質(zhì),通過(guò)過(guò)濾得到的濾液2中含有鋅離子,濾渣2中含有銅單質(zhì)和過(guò)量的鋅粉;向?yàn)V液2中加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O,經(jīng)過(guò)煅燒得到ZnO,
(1)檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有Na+可以通過(guò)焰色反應(yīng)進(jìn)行,具體操作是將鉑絲蘸鹽酸在無(wú)色火焰上灼燒到無(wú)色,再蘸取少量產(chǎn)品在無(wú)色火焰上灼燒,觀察火焰顏色,若呈黃色,則證明有Na+,反之,則證明沒(méi)有Na+,
故答案為:焰色反應(yīng);將鉑絲蘸鹽酸在無(wú)色火焰上灼燒到無(wú)色,再蘸取少量產(chǎn)品在無(wú)色火焰上灼燒,觀察火焰顏色,若呈黃色,則證明有Na+,反之,則證明沒(méi)有Na+;
(2)Na2CO3為強(qiáng)堿弱酸鹽,水解呈堿性,在溶液中存在CO32-+H2O?HCO3-+OH-,HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,因CO32-水解水解顯堿性,且第一步水解大于第一步電離,則離子濃度關(guān)系為:c(CO32-)>c(OH-)>c (HCO3-),
故答案為:c(CO32-)>c(OH-)>c (HCO3-);
(3)根據(jù)上面的分析可知,濾渣1為氫氧化鐵,化學(xué)式是Fe(OH)3,雙氧水具有強(qiáng)氧化性,在酸性條件下,雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為H2O,反應(yīng)離子方程式為2Fe2++H2O2+2H +=2Fe3++2H2O.
故答案為:Fe(OH)3;2Fe2++H2O2+2H +=2Fe3++2H2O;
(4)“煅燒”反應(yīng)生成ZnO、二氧化碳和水,反應(yīng)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℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑;
(5)氯乙烯在納米活性氧化鋅作用下發(fā)生加聚反應(yīng)可生成聚氯乙烯,方程式為:nCH2=CHCl$\stackrel{納米活性氧化鋅}{→}$,
故答案為:nCH2=CHCl$\stackrel{納米活性氧化鋅}{→}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)、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(jiàn)物質(zhì)分離與提純的操作方法,試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng),充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.生活是化學(xué)的源泉,下列有關(guān)生產(chǎn)、生活中的化學(xué)敘述錯(cuò)誤的是( 。
A.食鹽和油都是生活必需品.加碘鹽中的碘以碘化鉀的形式存在;而植物油變質(zhì)是由于發(fā)生了酯化反應(yīng)
B.“神十”搭載的長(zhǎng)二F改進(jìn)型火箭推進(jìn)劑是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮,其中四氧化二氮作氧化劑
C.鎂鋁合金可用作制造飛機(jī)的材料
D.近期正熱播柴靜的霧霾調(diào)查紀(jì)錄片《穹頂之下》.PM2.5是灰霾天氣的主要原因,是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也叫可入肺顆粒物,與肺癌、哮喘等疾病的發(fā)生密切相關(guān),它主要來(lái)自化石燃料的燃燒(如機(jī)動(dòng)車尾氣、燃煤)等

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

17.有二氧化碳與一氧化碳的混合氣體共10.8g,其物質(zhì)的量為0.3mol,求:
(1)混合氣體中二氧化碳的物質(zhì)的量為0.15 mol,一氧化碳的物質(zhì)的量為0.15 mol
(2)混合氣體緩慢通過(guò)足量的氫氧化鈉溶液后,剩余氣體的質(zhì)量為4.2 g,所含分子數(shù)為9.03×1022
(3)等質(zhì)量的氧氣和臭氧(O3)物質(zhì)的量之比為3:2,所含氧原子之比為1:1
(4)NO和O2可發(fā)生反應(yīng)2NO+O2═2NO2,現(xiàn)有amolNO和bmolO2充分反應(yīng)后氮原子和氫原子的個(gè)數(shù)比為a:(a+2b).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.下列敘述中,不能用勒夏特列原理解釋的是( 。
A.反應(yīng)CO(g)+NO2(g)?CO2(g)+NO(g),△H<0,達(dá)到平衡后,升高溫度系顏色變深
B.高壓比常壓有利于SO2與O2合成SO3的反應(yīng).
C.加入催化劑有利于N2與H2合成NH3的反應(yīng)
D.工業(yè)制取金屬鉀[Na(l)]+KCl(l)?NaCl(l)+K(g)]選取適宜的溫度,使K變成蒸氣從反應(yīng)混合物中分離出來(lái)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

18.前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中,A、B、C均處于第二周期且價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)分別為2、3、2:D為ds區(qū)元素且最外電子層上只排布了2個(gè)電子.回答下列問(wèn)題:
(1)D2+的價(jià)層電子排布圖為
(2)A、B、C三種元素中第一電離能由小到大的順序是N>O>C,電負(fù)性最大的是O(填元素符號(hào)):
(3)AC2-3的立體構(gòu)型是平面三角形,其中A原子的軌道雜化類型為sp2;[D(AB)4]3-離子中配位數(shù)是4.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.下列反應(yīng)的離子方程式,不正確的是( 。
A.氫氧化鋇溶液與硫酸反應(yīng):Ba2++2OH-+SO42-+2H+═BaSO4↓+2H2O
B.氧化銅和稀硫酸反應(yīng):CuO+2H+═Cu2++H2O
C.碳酸氫鈉溶液和稀硫酸混合:HCO3-+H+═H2O+CO2
D.金屬鈉與水反應(yīng):Na+2H2O═Na++2OH-+H2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

15.對(duì)于某些離子的檢驗(yàn)方法(包括操作、現(xiàn)象、結(jié)論),完全正確的是( 。
A.向待測(cè)溶液中加入稀鹽酸產(chǎn)生無(wú)色氣體,將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,一定有CO32-
B.向待測(cè)溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液,開(kāi)始有白色沉淀生成,繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液到過(guò)量,沉淀逐漸溶解,一定有Al3+
C.向待測(cè)溶液中先滴加鹽酸酸化未出現(xiàn)沉淀,再加入BaCl2 溶液有白色沉淀產(chǎn)生,一定有SO42-
D.向待測(cè)溶液中滴加NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,一定有NH4+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.下列熱化學(xué)方程式或離子方程式中,正確的是( 。
A.甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3kJ•mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ•mol-1
B.Na2CO3溶液呈堿性:CO32-+2H2O?H2CO3+2OH-
C.氯化鎂溶液與氨水反應(yīng):Mg2++2NH3•H2O═2NH4++Mg(OH)2
D.氯氣溶于水制備次氯酸:Cl2+H2O═2H++Cl-++ClO-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.當(dāng)光束通過(guò)下列分散系時(shí),能觀察到丁達(dá)爾效應(yīng)的是( 。
A.稀硫酸B.Cu(NO32 溶液C.汽油、水混合物D.Fe(OH)3膠體

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