Question

I、某化學課外活動小組對污染大氣的部分非金屬氧化物進行探究。請根據題目要求回答下列問題。
(1)寫出用硝酸制取NO的離子方程式                      。
(2)查資料得知，HCOOHCO+H2O。實驗室有如圖l所示的裝置，制取CO氣體可選用的裝置為
             (填序號)，實驗室利用該裝置還可制取的常見氣體有               （寫一種氣體的分子式）。
(3)查資料得知，利用催化劑可使汽車尾氣中的一氧化碳和氮氧化物大部分發生反應轉化為二氧化碳和氮氣。該小組在實驗室模擬汽車尾氣處理，設計了如圖2所示裝置(部分夾持和裝置已略去)。

①實驗前，關閉旋塞K，先通氮氣排凈裝置中的空氣，其目的是         。
②裝置(III)的主要作用是                                             。
③該套裝置中有不完善之處，還應在裝置(Ⅳ)后補充             裝置。
II、該課外小組設計的從ZnSO₄、FeCl₃的混合溶液中制取ZnSO₄·7H₂O過程如下：
a．在混合液中加入6 mol/L NaOH溶液，至pH=8為止。
b．過濾后得到沉淀，用蒸餾水多次洗滌沉淀。
c．向洗滌后的沉淀中加入2 mol/L的硫酸，保持溶液的pH在4～6，加熱煮沸，趁熱過濾，濾液即為ZnSO₄溶液。
d．濾液中加入2 mol/L的硫酸，使其pH=2。
已知部分陽離子以氫氧化物的形式開始沉淀至完全沉淀時溶液的pH見下表，回答下列問題：

沉淀物	Fe(OH)3	Zn(OH)2
pH	1.5～3.2	6.4～8.0

 
(1)步驟b中如何檢測沉淀已經洗滌干凈                  。
(2)步驟d中加入硫酸，使其pH=2的目的是             ；要制得ZnSO₄·7H₂O的步驟d還缺少的操作是      ，所用的主要硅酸鹽儀器是               。

Answer 1

I.（1）3Cu+8H⁺+2NO₃^-＝3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O（2）
（2）A、Cl₂（答案合理即可）（共1分，共2分） （3）①防止CO與空氣混合加熱爆炸（2）
②檢驗CO是否轉化為CO₂（2） ③尾氣處理裝置（2）
Ⅱ.（1）取最后一次洗滌液少量，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀，說明已經洗滌干凈（合理即給分）（2分）
（2）抑制Zn^2＋水解 （1分）；將溶液加熱濃縮，冷卻結晶 （2分）；
蒸發皿，酒精燈，玻璃棒（3分）

解析試題分析：I．（1）硝酸具有強氧化性，能氧化單質銅，同時還有NO和水生成，所以用銅屑和稀硝酸為原料制取硝酸銅的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-＝3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。
（2）該反應為液體加熱制氣裝置，需要分液漏斗和酒精燈。因此選擇裝置A。根據裝置特點可知，該裝置還可以用用濃鹽酸和二氧化錳加熱可制取氯氣。
（3）①CO是可燃性氣體，加熱時易發生爆炸，所以實驗前，關閉旋塞K，先通氮氣排凈裝置中的空氣的目的是防止可燃性氣體與空氣或氧氣混合加熱發生爆炸。
②CO₂遇澄清的石灰水變渾濁，而一氧化碳不能，所以裝置(III)中澄清石灰水的主要作用是檢驗CO是否轉化為CO₂。
③一氧化碳有毒，所以要注意防止一氧化碳泄漏從而污染環境，所以還應在裝置(Ⅳ)后補充尾氣處理裝置。
II．（1）由于沉淀表面有吸附的氯離子，所以檢驗沉淀是否洗凈的實驗操作是：取最后一次洗滌液少量，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀，說明已經洗滌干凈。
（2）因為Zn²⁺完全沉淀時的pH為6.4～8.0，所以步驟d中加入硫酸，使其pH＝2的目的是抑制Zn^2＋水解；要制得ZnSO₄?7H₂O還需要將溶液加熱濃縮，冷卻結晶；加熱蒸發需要使用硅酸鹽儀器是蒸發皿，酒精燈，玻璃棒。
考點：考查常見生活環境的污染及治理；難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質；氮的氧化物的性質及其對環境的影響；化學實驗基本操作等