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(qǐng)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(xué)式為        ;②中使用的氧化劑最好是下列的     (填序號(hào))。

A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.濃HNO3
(2)濾渣2中主要成分的化學(xué)式為                   ;為了達(dá)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(xué)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(huì)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(huì)降低(1分)

解析試題分析:(1)ZnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都能溶于足量5mol/LH2SO4溶液,符合復(fù)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(xué)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(huì)引入新的雜質(zhì)(Clˉ、Cl2),且過量的氯氣有毒,故A錯(cuò)誤;H2O2能氧化Fe2+,還原產(chǎn)物是H2O,不會(huì)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(huì)引入新的雜質(zhì)(K+、Mn2+、KMnO4),故C錯(cuò)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(cuò)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(xué)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(shí)不僅可以制取鋅鋇白,而且過量的H2SO4與易與BaS(s)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成有毒的H2S氣體,既導(dǎo)致空氣污染,又減少鋅鋇白的產(chǎn)量。
考點(diǎn):考查物質(zhì)制備型工藝流程題,涉及關(guān)鍵環(huán)節(jié)所得成分分析、除雜試劑的選擇、推斷循環(huán)利用的物質(zhì)、離子方程式的書寫、熱化學(xué)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)等熱點(diǎn)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題

Inorganic Syntheses一書中,有一如下圖所示的裝置,用以制備某種干燥的純凈氣體。該裝置中所裝的藥品正確的是(  )

A.A中裝濃硫酸,B中裝濃鹽酸
B.A中裝濃鹽酸,B中裝濃硫酸
C.A中裝氫氧化鈉濃溶液,B中裝濃氨水
D.A中裝濃氨水,B中裝氫氧化鈉濃溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題

下列各組氣體在常溫下能共存且能用向上排空氣法收集的是

A.NO和O2B.HCl和NH3C.H2和CO D.SO2和CO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

小剛同學(xué)利用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(圖中a、b、c表示止水夾)。請(qǐng)按要求填空:
(1)若用二氧化錳和濃鹽酸制取純凈干燥的氯氣,則要用到上述儀器及順序?yàn)椋篈→                                     。
(2)利用B裝置可制取的氣體有                (填2種)。
(3)B、D、E裝置相連后,在B中盛裝足量濃硝酸和銅片(放在有孔塑料板上),可制得NO2并進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                              。欲用D裝置驗(yàn)證NO2與水的反應(yīng),其操作步驟為:先關(guān)閉止水夾     ,再打開止水夾     ,使燒杯中的水進(jìn)入試管丁的操作是                                  。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

水鈷礦中除SiO2外,還有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO。從中提取鈷的主要工藝流程如下:

(1)在一定濃度的H2SO4溶液中,鈷的浸出率隨時(shí)間、溫度的變化如圖所示?紤]生產(chǎn)成本和效率,最佳的浸出時(shí)間為       小時(shí),最佳的浸出溫度為     ℃。

(2)請(qǐng)配平下列除鐵的化學(xué)方程式:
Fe2(SO4)3+   H2O+   Na2CO3=   Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+   Na2SO4+   CO2
(3)“除鈣、鎂”的原理反應(yīng)為:MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4 ;CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4
已知Ksp(CaF2)=1.11×10-10,Ksp(MgF2)=7.40×10-11,加入過量NaF溶液反應(yīng)完全后過濾,則濾液中       。
(4)“沉淀”中含雜質(zhì)離子主要有SO42、F、         ;“操作X”包括             。
(5)某鋰離子電池正極是LiCoO2,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。充電時(shí),Li還原為L(zhǎng)i,并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳-6(C6)中(如圖所示)。電池反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2+C6 CoO2+LiC6,寫出該電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式                          。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

今有下列氣體:H2、Cl2、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),填空下列空白:

(1)燒瓶干燥時(shí),從A口進(jìn)氣可收集的氣體是________,從B口進(jìn)氣可收集的氣體是______________。
(2)燒瓶中充滿水時(shí),可用來測(cè)量___________等氣體的體積。
(3)當(dāng)燒瓶中裝入洗液,用于洗氣時(shí),氣體應(yīng)從________口進(jìn)入燒瓶。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(14分)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱保險(xiǎn)粉,可用于照相業(yè)作定影劑,也可用于紙漿漂白作脫氯劑等。實(shí)驗(yàn)室可通過如下反應(yīng)制。2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。
     
圖1                                圖2
(1)用圖1所示裝置制取Na2S2O3,其中NaOH溶液的作用是_____________________。
如將分液漏斗中的H2SO4改成濃鹽酸,則三頸燒瓶?jī)?nèi)除Na2S2O3生成外,還有          
(填化學(xué)式)雜質(zhì)生成。
(2)為測(cè)定所得保險(xiǎn)粉樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù),可用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定,
該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na2S2O3+I(xiàn)2 = 2NaI+Na2S4O6
①利用KIO3、KI和HCl作原料可配制標(biāo)準(zhǔn)碘溶液。寫出配制時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                             
②準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的Na2S2O3·5H2O樣品于錐形瓶中,加水溶解,并滴加______作指示劑,用所配制的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定。滴定時(shí)所用的玻璃儀器除錐形瓶外,還有         。
③若滴定時(shí)振蕩不充分,剛看到溶液局部變色就停止滴定,則會(huì)使樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)量結(jié)果___________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
(3)本實(shí)驗(yàn)對(duì)Na2S的純度要求較高,利用圖2所示的裝置可將工業(yè)級(jí)的Na2S提純。已知Na2S常溫下微溶于酒精,加熱時(shí)溶解度迅速增大,雜質(zhì)不溶于酒精。
提純步驟依次為:
①將已稱量好的工業(yè)級(jí)Na2S放入圓底燒瓶中,并加入一定質(zhì)量的酒精和少量水;
②按圖2所示裝配所需儀器,向冷凝管中通入冷卻水,水浴加熱;
③待                       時(shí),停止加熱,將燒瓶取下;
④ __________________________;
⑤ __________________________;
⑥將所得固體洗滌、干燥,即可得到Na2S·9H2O晶體。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

已知乙醇可以和氯化鈣反應(yīng)生成微溶于水的CaCl2·6C2H5OH。有關(guān)的有機(jī)試劑的沸點(diǎn)如下:CH3COOC2H5為77.1℃;C2H5OH為78.3℃;C2H5OC2H5(乙醚)為34.5℃;CH3COOH為118℃。實(shí)驗(yàn)室合成乙酸乙酯粗產(chǎn)品的步驟如下:在蒸餾燒瓶?jī)?nèi)將過量的乙醇與少量濃硫酸混合,然后經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸,邊加熱蒸餾。由上面的實(shí)驗(yàn)可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品。
(1)反應(yīng)中加入的乙醇是過量的,其目的是                                    。
(2)邊滴加醋酸,邊加熱蒸餾的目的是                      。
將粗產(chǎn)品再經(jīng)下列步驟精制:
(3)為除去其中的醋酸,可向產(chǎn)品中加入         (填字母)。
A.無水乙醇        B.碳酸鈉粉末        C.無水醋酸鈉
(4)再向其中加入飽和氯化鈣溶液,振蕩,分離,其目的是                   。
(5)然后再向其中加入無水硫酸銅,振蕩,其目的是                  。最后,將經(jīng)過上述處理后的液體加入另一干燥的蒸餾瓶?jī)?nèi),再蒸餾,棄去低沸點(diǎn)餾分,收集沸點(diǎn)在76℃~78℃之間的餾分即得純凈的乙酸乙酯。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(12分)天然水是人類飲用水的主要來源。從天然水獲得可以飲用的水一般須經(jīng)過沉降懸浮物、殺菌消毒等步驟。
(1)沉降懸浮物要在水中加入絮凝劑,如將鋁鹽加入水中能達(dá)到凈水目的,
原因是              (用離子方程式表示)。
(2)氯氣可用于自來水殺菌消毒劑,結(jié)合離子方程式和文字理由            。
(3)新型水處理劑高鐵酸鉀 (K2FeO4)具有強(qiáng)的氧化作用和絮凝作用。工業(yè)上可通過以下流程制備高鐵酸鉀:

查閱資料:高鐵酸鹽在中性或酸性溶液中會(huì)逐漸分解,在堿性溶液中穩(wěn)定。
完成“氧化”過程中的離子方程式
□Fe3+ + □ClO- +□      ="□" FeO42- + □Cl- + □   
“轉(zhuǎn)化”過程中實(shí)現(xiàn)由Na2FeO4制得K2FeO4,是利用二者        性的不同。
③結(jié)合資料完成粗K2FeO4晶體的提純:將粗產(chǎn)品用       溶解,然后再加入飽和KOH溶液、冷卻結(jié)晶、過濾。
④高鐵酸鉀的應(yīng)用還在不斷擴(kuò)展中。如可制成高鐵電池, 電池反應(yīng)為:
3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O   3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 
放電時(shí),正極反應(yīng)為:            

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同步練習(xí)冊(cè)答案