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1.以煉鋅廠的煙道灰(主要成分為ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)為原料可生產草酸鋅晶體(ZnC2O4•2H2O).如圖1

有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如表:
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
請問答下列問題:
(1)濾渣A的主要成分為SiO2.為了提高浸出速率,除將煙道灰處理得更細外,還可采取的措施有適當增加鹽酸的濃度、提高反應溫度、攪拌(寫出兩條).
(2)除錳過程中產生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)時加入的物質D最好是ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2
②上述流程中除鐵與除銅的順序不能顛倒,否則除鐵率會減小,其原因是先加入ZnS會將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去.
(4)若沉淀過程采用Na2C2O4代替(NH42C2O4生產草酸鋅晶體,合理的加料方式是將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中,邊加邊攪拌.
(5)將草酸鋅晶體加熱分解可得到一種納米材料.加熱過程中固體殘留率隨溫度的變化如圖2所示,300℃~460℃范圍內,發生反應的化學方程式為ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑.

分析 鹽酸酸浸時SiO2不溶解,過濾分離,濾渣A為SiO2,濾液中加入過氧化氫進行除錳,再通過調節溶液pH,使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,過濾分離,濾液中再加入ZnS,Cu2+轉化為CuS沉淀,過濾除去,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,結合影響化學反應速率的因素解答;
(2)除錳過程中產生MnO(OH)2沉淀,根據電荷守恒應有氫離子生成;
(3)除雜使不能引入新雜質,可用含有鋅的氧化物、堿或碳酸鹽;流程不能顛倒,ZnS會將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去;
(4)用Na2C2O4代替(NH42C2O4生產草酸鋅晶體,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質量分數為$\frac{153}{153+36}$×100%=80.95%,故A點完全失去結晶水,化學式為ZnC2O4,假設B點為ZnO,則殘留固體占有的質量分數為$\frac{81}{153+36}$×100%=42.86%,故B點殘留固體為ZnO,結合原子守恒可知還生成等物質的量的CO與CO2

解答 解:(1)由分析可知,濾渣A為SiO2,為了提高浸出速率,除將煙道灰處理得更細外,還可采取的措施有適當增加鹽酸的濃度、提高反應溫度、攪拌等,
故答案為:SiO2;適當增加鹽酸的濃度、提高反應溫度、攪拌;
(2)除錳過程中產生MnO(OH)2沉淀,根據電荷守恒應有氫離子生成,反應離子方程式為:Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+
故答案為:Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+
(3)①除雜使不能引入新雜質,可用ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2等,故答案為:ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2
②除鐵與除銅的順序不能顛倒,否則除鐵率會減小,其原因是:先加入ZnS會將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去,
故答案為:先加入ZnS會將Fe3+還原為Fe2+,使鐵元素難以除去;
(4)若沉淀過程采用Na2C2O4代替(NH42C2O4生產草酸鋅晶體,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:將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中,邊加邊攪拌;
(5)ZnC2O4•2H2O晶體中的ZnC2O4質量分數為$\frac{153}{153+36}$×100%=80.95%,故A點完全失去結晶水,化學式為ZnC2O4,假設B點為ZnO,則殘留固體占有的質量分數為$\frac{81}{153+36}$×100%=42.86%,故B點殘留固體為ZnO,結合原子守恒可知還生成等物質的量的CO與CO2.300℃~460℃范圍內,發生反應的化學方程式為:ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑,
故答案為:ZnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO2↑.

點評 本題考查物質制備工藝流程,為高考常見題型,答題關鍵是對工藝流程的理解,涉及陌生方程式書寫、物質的分離提純、對條件的控制與分析、化學計算等,是對學生綜合能力的考查,是高考常考題目,熟練掌握元素化合物性質,題目難度中等

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.下列可逆反應達到平衡后,加壓或升高溫度可使平衡向逆反應方向移動的是(  )
A.A2(g)+B2(g)?2AB(g)△H<0B.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H<0
C.W(g)?Z(g)△H<0D.2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)△H>0

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.下列說法中正確的為(  )
A.氣體摩爾體積就是22.4 L/mol
B.1 mol H2的質量只有在標況下才約為2 g
C.標況下,18克H2O的體積為22.4 L
D.H2和O2的混合氣體1 mol在標況下的體積約為22.4 L

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16.下列說法錯誤的是(  )
A.AgCl不溶于水,不能轉化為AgI
B.在含有濃度均為0.001 mol•L-1的Cl-、I-的溶液中緩慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀
C.AgI比AgCl更難溶于水,所以,AgCl可以轉化為AgI
D.常溫下,AgCl若要在NaI溶液中開始轉化為AgI,則NaI的濃度必須不低于$\frac{1}{\sqrt{1.8}}$×10-11mol•L-1

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味,實驗室制備乙酸異戊酯的反應、裝置示意圖1和有關數據如下:
+$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$+H2O
相對分子質量密度/(g•cm-3沸點/℃水中溶解性
異戊醇880.8123131微溶
乙酸601.0492118
乙酸異戊酯1300.8670142難溶
實驗步驟:
在圖1A中加入4.4g的異戊醇、6.0g的乙酸、數滴濃硫酸和2~3片碎瓷片.開始緩慢加熱A,回流50min.反應液冷至室溫后倒入分液漏斗中,分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌;分出的產物加入少量無水MgSO4固體,靜置片刻,過濾除去MgSO4固體,進行蒸餾純化,收集140~143℃餾分,得乙酸異戊酯3.9g.
回答下列問題:
(1)儀器B的名稱是球形冷凝管.
(2)在洗滌、分液操作中,應充分振蕩,然后靜置,待分層后d(填標號).
a.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出
b.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出
c.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從下口放出
d.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從上口倒出
(3)本實驗中加入過量乙酸的目的是提高醇的轉化率.
(4)在蒸餾操作中,儀器選擇及安裝都正確的是b(填標號).

(5)本實驗的產率是c(填標號).
a.30%  b.40%   c.60%   d.90%

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

6.某學習小組擬以下列合成路線合成1-丁醇:
CH3CH=CH2+CO+H2$\stackrel{一定條件}{→}$CH3CH2CH2CHO$\underset{\stackrel{{H}_{2}}{→}}{Ni△}$CH3CH2CH2CH2OH
已知:
①HCOOH$\underset{\stackrel{濃{H}_{2}S{O}_{4}}{→}}{△}$CO↑+H2O (HCOOH還原性強且易揮發)
②RCH=CH2$\underset{\stackrel{KMn{O}_{4}}{→}}{{H}^{+}}$RCOOH+CO2+H2O
請填寫下列空白:
(1)儀器f的名稱是蒸餾燒瓶.
(2)利用如圖裝置可以制備純凈干燥的CO,則a裝置的作用是恒壓,若無b裝置可能產生的后果是液體倒吸.
(3)c、d用于除去CO中的雜質氣體,c裝置中發生反應的離子方程式為HCOOH+OH-=HCOO-+H2O.
(4)以2-丙醇為原料可以制備丙烯,化學反應方程式(CH32CHOH$→_{△}^{催化劑}$CH2=CHCH3↑+H2O  .
在所得丙烯氣體中還含有少量SO2、CO2及水蒸氣.用以下試劑可以檢驗四種氣體,則混合氣體通過試劑的順序依次是④⑤①③②(或④⑤①⑤②③) (填序號).
①飽和Na2SO3溶液;②酸性KMnO4溶液;③石灰水; ④無水CuSO4;⑤品紅溶液
(5)正丁醛經催化加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品.為提純1-丁醇,該小組設計出如下提純路線:

已知:①R-CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓
②沸點:乙醚34℃,1-丁醇:118℃.
則操作2為萃取分液,操作3為蒸餾.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

13.某實驗小組擬用酸堿中和滴定法測定食醋的總酸量(g/100mL),現邀請你參與本實驗并回答相關問題.(有關實驗藥品為:市售食用白醋樣品500mL、0.1000mol/L NaOH標準溶液、蒸餾水、0.1%甲基橙溶液、0.1%酚酞溶液、0.1%石蕊溶液.)
Ⅰ.實驗步驟:
(1)用滴定管吸取10mL市售白醋樣品,配成100mL的溶液.
(2)用酸式滴定管取待測食醋溶液20.00mL于錐形瓶中.
(3)用堿式滴定管盛裝標準NaOH溶液,靜置后,讀取數據,記錄為NaOH標準溶液體積的初讀數.
(4)滴定,并記錄NaOH的終讀數.重復滴定2-3次.
Ⅱ.實驗記錄及數據處理
滴定次數
實驗數據
1234
V(樣品)/mL20.0020.0020.0020.00
V(NaOH)/mL(初讀數)0.000.2000.100.00
V(NaOH)/mL(終讀數)14.9815.2015.1215.95
則樣品中醋酸的濃度c=0.75mol/L,其含量為4.5g/100mL.(寫出計算過程)

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.常溫時,pH=14和pH=10的兩種NaOH溶液等體積混合,所得溶液中c(H+)是(  )
A.pH>7B.pH=7C.pH<7D.無法確定

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

11.下列說法中正確的是(  )
A.同溫同壓下,相同體積的物質,它們的物質的量必相等
B.1 L一氧化碳氣體一定比1 L氧氣的質量小
C.28 g N2和CO的混合氣體在標準狀況下的體積約為22.4 L
D.常溫常壓下,1 mol碳完全燃燒消耗22.4 L氧氣

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同步練習冊答案
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