鋅鋇白是一種白色顏料。工業(yè)上是由ZnSO4與BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。請根據(jù)以下工業(yè)生產(chǎn)流程回答有關(guān)問題。
I.ZnSO4溶液的制備與提純:
有關(guān)資料:a.菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;b.Zn(OH)2與Al(OH)3相似,能溶于過量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;
 
(1)濾渣1的化學式為        ;②中使用的氧化劑最好是下列的     (填序號)。
A.Cl2B.H2O2C.KMnO4D.濃HNO3
(2)濾渣2中主要成分的化學式為                   ;為了達到綜合利用、節(jié)能減排的目的,上述流程步驟④中的CO2可以來自于步驟       (選填①、②、③、⑤)。
(3)步驟④發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為                                      。
II.BaS溶液的制備

有關(guān)數(shù)據(jù):Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) △H1 = -1473.2 kJ?mol-1
C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g)         △H2 = -110.5 kJ?mol-1
Ba(s)+ S(s)=BaS(s)           △H3 = -460 kJ?mol-1
(4)若煅燒還原的產(chǎn)物僅為BaS和CO,則其反應(yīng)的熱化學方程式為:
                                                          。
Ⅲ.制取鋅鋇白
(5)如果Ⅰ中步驟⑤使用硫酸過量,產(chǎn)生的后果是                           。
(共16分)
(1)(4分)SiO2(2分)   B(2分)
(2)(3分)Fe(OH)3、Cu(OH)2(2分)     ①(1分)
(3)(4分)OH+CO2= HCO3(2分)、ZnO22+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3(2分)
(4)(3分)BaSO4(s) + 4C(s) =" BaS(s)" + 4CO(g) △H =" +571.2" kJ?mol1
(5)(2分)過量的酸與BaS溶液混合會產(chǎn)生有毒的H2S氣體污染空氣(1分),而且鋅鋇白的產(chǎn)率會降低(1分)

試題分析:(1)ZnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都能溶于足量5mol/LH2SO4溶液,符合復分解反應(yīng)發(fā)生的條件,生成ZnSO4、FeSO4、CuSO4、CO2氣體、H2O,而SiO2則不溶于硫酸,則步驟①酸浸之后所得濾渣1的化學式為SiO2,濾液1的主要成分是ZnSO4、FeSO4、CuSO4、H2O;步驟②中用Cl2能氧化Fe2+,但會引入新的雜質(zhì)(Clˉ、Cl2),且過量的氯氣有毒,故A錯誤;H2O2能氧化Fe2+,還原產(chǎn)物是H2O,不會引入新雜質(zhì),且過量H2O2受熱易分解為水和氧氣,故B正確;KMnO4能氧化Fe2+,但是會引入新的雜質(zhì)(K+、Mn2+、KMnO4),故C錯誤;濃HNO3能氧化Fe2+,還原產(chǎn)物是有毒的NO2,且能引入新的雜質(zhì)(NO3ˉ、HNO3),故D錯誤;(2)步驟②氧化后所得溶液的主要成分是ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4,都能與過量NaOH溶液反應(yīng),根據(jù)題意可知濾液2的主要成分是Na2ZnO2、NaOH,濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2;步驟④中的CO2氣體來自步驟①酸浸反應(yīng)放出的氣體,可以節(jié)能減排;(3)偏鋁酸鈉溶液通入過量CO2氣體可以制氫氧化鋁沉淀,由此推斷步驟④發(fā)生的反應(yīng)為Na2ZnO2、NaOH溶液分別與CO2氣體的反應(yīng),NaOH+CO2=NaHCO3,Na2ZnO2+2H2O+2CO2=Zn(OH)2↓+2NaHCO3,則濾渣3為Zn(OH)2,濾液3的主要成分為NaHCO3;(4)根據(jù)蓋斯定律,由②×4+③-①可以約去Ba(s)、S(s)、2O2(g),得到的熱化學方程式為:BaSO4(s) + 4C(s) =" BaS(s)" + 4CO(g) △H =" +571.2" kJ?mol1;(5)若步驟⑤為Zn(OH)2與過量硫酸的中和反應(yīng),所得溶液的主要成分為ZnSO4、H2SO4,ZnSO4、H2SO4溶液與BaS(s)混合時不僅可以制取鋅鋇白,而且過量的H2SO4與易與BaS(s)發(fā)生復分解反應(yīng),生成有毒的H2S氣體,既導致空氣污染,又減少鋅鋇白的產(chǎn)量。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

可用下圖裝置制。ū匾獣r可加熱)、凈化、收集的氣體是(     )
A.銅和稀硝酸制一氧化氮
B.亞硫酸鈉與濃硫酸制二氧化硫
C.鋅和稀硫酸制氫氣
D.生石灰與濃氨水制氨氣

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

實驗室以空氣(O2體積分數(shù)20%)為原料,在無碳、無水的環(huán)境下,用下圖A裝置制備臭氧(3O22O3)。

(1)空氣通入A裝置之前,應(yīng)先后通過上述裝置中的              (填裝置序號)。
(2)臭氧與碘化鉀溶液反應(yīng)為:2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2。將a處氣體通入裝置B,溶液中的現(xiàn)象為               。
(3)為測定O2轉(zhuǎn)化為O3的轉(zhuǎn)化率,將裝置B中的溶液全部轉(zhuǎn)入另一容器中,加入CC14,經(jīng)萃取、分液、蒸餾、冷卻、稱重,得I2固體0.254g。
①萃取操作所用玻璃儀器的名稱       。
②若實驗時通入空氣1.12L(標準狀況),O2的轉(zhuǎn)化率為       。
③測定時需在A、B裝置間連接裝置D,原因是       。
(4)工業(yè)上分離O3和O2,可將混合氣體液化后再分離,下列分離方法合理的是       (填序號)。
A.過濾 B.分餾 C.分液 D.萃取
(5)臭氧可用于含CN堿性電鍍廢水的處理。第i步:CN轉(zhuǎn)化為OCN;第ii步:OCN繼續(xù)轉(zhuǎn)化為CO32及兩種單質(zhì)氣體。若第ii步轉(zhuǎn)化時,O3與OCN物質(zhì)的質(zhì)量之比為3∶2,該步反應(yīng)的離子方程式為       。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

實驗室里氣體的除雜或尾氣的收集,選用裝置正確的是 
A.干燥Cl2B.吸收HCl C.干燥H2D.吸收NH3

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

黃鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列工藝過程既能制得H2SO4,又能制得H2。

(1)該過程中能循環(huán)利用的物質(zhì)為         。
(2)在該過程中,使用膜反應(yīng)器及時分離出HI分解產(chǎn)生的H2,目的是           (用平衡移動的原理解釋)。
(3)某研究性學習小組欲探究SO2能否與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO3沉淀,進行如下實驗。已知濃硫酸的沸點為338℃,加熱時酒燈火焰的溫度為400℃~500℃。
①甲同學用裝置I進行實驗,發(fā)現(xiàn)BaCl2溶液中出現(xiàn)白色沉淀,且白色沉淀不溶于鹽酸,請解釋生成該白色沉淀的可能原因                        (用離子方程式表示)。
②乙同學認為甲同學的裝置不完善,設(shè)計了改進裝置II進行實驗(夾持裝置和A中加熱裝置已略,氣密性已檢查)。

a.打開彈簧夾通入N2,一段時間后關(guān)閉彈簧夾;b.滴加一定量濃硫酸,加熱A,一段時間后C中未見沉淀生成。操作a的目的是                            ,裝置B中的劑是                    
③丙同學取乙實驗后的C中溶液少許,滴加一種無色溶液,產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀,丙同學滴加的試劑可能是           (填字母編號)。
a.NaOH溶液        b.H2O2溶液     c.新制氯水        d.酸性KmnO4溶液  
④裝置D中與導管連接的是硬質(zhì)玻璃管,則裝置D的作用是                   

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學和化學等性能,有廣泛的應(yīng)用前景。下圖是利用海水制鹽的副產(chǎn)品制備納米氧化鎂的流程圖。

(1)操作I包括蒸發(fā)結(jié)晶、____________。
(2)操作I后得到的母液中鎂離子濃度為1.8×103 mol·L1,要使鎂離子產(chǎn)生沉淀,溶液的pH最低應(yīng)為_____________。(已知:Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×1011)
(3)反應(yīng)I中CO(NH2)2與H2O反應(yīng)生成CO2和NH3·H2O,還發(fā)生另一主要化學反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
(4)某科研小組研究反應(yīng)I在378K~398K時的反應(yīng)時問、反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比等因素對制備納米氧化鎂產(chǎn)率的影響。請完成以下實驗設(shè)計表:
實驗
編號
T/K
反應(yīng)
時間/h
反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比
n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2?6H2O]
實驗?zāi)康?br />

378
3
3∶1
(I)實驗①和③探究探究反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對產(chǎn)率的影響;
(II)實驗②和④探究        
(III)實驗②和  探究反應(yīng)時間對產(chǎn)
率的影響。

378
4
4∶1

378
3
        

398
4
4∶1
 
(5)下圖為反應(yīng)的溫度對納米MgO產(chǎn)率的影響。請歸納出溫度對納米MgO產(chǎn)率的影響規(guī)律________________________________。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

市售氯化鉀中所含雜質(zhì)以Na+、Mg2+為主,也含有少量SO42—、Fe3+等。提純過程如下:

(1)操作I所用的玻璃儀器有         ;操作II的主要步驟是           
(2)濾渣a的主要成分是                ;濾渣b的主要成分是           。
(3)檢驗BaCl2溶液是否加入過量,其詳細操作過程為                   。
(4)產(chǎn)品KCl晶體可能仍含少量的NaCl,進一步提純的方法是           。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

用下列兩種方法制取氯氣:①用含氯化氫146 g的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng) ②用87 g二氧化錳與足量的濃鹽酸反應(yīng),則所得氯氣
A.②比①多B.①比②多C.一樣多D.無法比較

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列氣體只能用排水集氣法收集的是
A.NOB.CO2C.SO2D.NH3

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同步練習冊答案