Question

6．（1）實(shí)驗(yàn)室用鋅片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣．并驗(yàn)證氫氣的還原性及回收硫酸鋅晶體．

①若用上述各儀器，則各儀器的連接順序?yàn)锳DBEC，裝置E中盛放的試劑為無水硫酸銅，C裝置的作用是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置，干擾氫氣氧化產(chǎn)物的檢驗(yàn)．
②鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣后的溶液中．常含有少量剩余的硫酸，欲除去多余的硫酸并回收硫酸鋅晶體，請(qǐng)從適量BaCl₂溶液、適量Zn粉、適量NaOH溶液三種試劑中選用一種試劑除雜，該試劑為足量的鋅粉．
（2）工業(yè)上由鋅白礦（主要成分是ZnO，還含有Fe₂O₃、CuO、SiO₂等雜質(zhì)）制備ZnSO₄•7H₂0的流程如下．

已知：常溫下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氫氧化物形式完全沉淀的pH分別
為3.7   6.5  9.7．
①為了提高酸浸效率，可以采取的措施有將礦粉粉碎、提高溫度或適當(dāng)增加酸的濃度等．
②加入適量鋅粉的作用為除去銅離子同時(shí)將鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子．
③氧化過程中加人H₂0₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
④由濾液得到ZnS0₄•7H₂O的操作依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹�，�?shí)驗(yàn)裝置連接順序?yàn)椋簹錃庵迫⊙b置→干燥裝置→檢驗(yàn)裝置→水檢驗(yàn)裝置→空氣干燥裝置；
②除去雜質(zhì)硫酸且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，硫酸具有酸性能和較活潑金屬及金屬氧化物反應(yīng)生成鹽；
（2）鋅白礦中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe₂O₃、CuO分別和稀硫酸反應(yīng)生成ZnSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄，SiO₂和稀硫酸不反應(yīng)，然后過濾，得到的濾液中含有ZnSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄、H₂SO₄，向?yàn)V液中混入Zn，將Fe³⁺還原為Fe²⁺，得到Cu沉淀，然后過濾，得到的濾液中含有ZnSO₄、FeSO₄，向?yàn)V液中加入雙氧水，雙氧水將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，向溶液中加入少量氫氧化鈣，溶液pH升高，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，如果過濾，得到的濾液中含有ZnSO₄，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到ZnS0₄•7H₂O，
①升高溫度、增大反應(yīng)物接觸面積、增大硫酸濃度都能增大反應(yīng)速率；
②鐵離子和Zn反應(yīng)生成亞鐵離子和鋅離子，銅離子和鋅發(fā)生置換反應(yīng)；
③雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子；
④從溶液中獲取晶體采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作．

解答 解：（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹�，�?shí)驗(yàn)裝置連接順序?yàn)椋簹錃庵迫⊙b置→干燥裝置→檢驗(yàn)裝置→水檢驗(yàn)裝置→空氣干燥裝置，A是制取氫氣、D是干燥氫氣、B是檢驗(yàn)氫氣還原性、E是檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物水、C是干燥空氣，所以連接順序是ADBEC；裝置E中盛放的試劑為無水硫酸銅，其目的是檢驗(yàn)氫氣氧化產(chǎn)物，C裝置的作用是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置，干擾氫氣氧化產(chǎn)物的檢驗(yàn)，
故答案為：ADBEC；無水硫酸銅；防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置，干擾氫氣氧化產(chǎn)物的檢驗(yàn)；
②除去雜質(zhì)硫酸且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，硫酸具有酸性能和較活潑金屬及金屬氧化物反應(yīng)生成鹽，氯化鋇和氫氧化鈉都產(chǎn)生雜質(zhì)，只有鋅能和稀硫酸反應(yīng)且不能產(chǎn)生雜質(zhì)，故答案為：足量的鋅粉；
（2）鋅白礦中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe₂O₃、CuO分別和稀硫酸反應(yīng)生成ZnSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄，SiO₂和稀硫酸不反應(yīng)，然后過濾，得到的濾液中含有ZnSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄、H₂SO₄，向?yàn)V液中混入Zn，將Fe³⁺還原為Fe²⁺，得到Cu沉淀，然后過濾，得到的濾液中含有ZnSO₄、FeSO₄，向?yàn)V液中加入雙氧水，雙氧水將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，向溶液中加入少量氫氧化鈣，溶液pH升高，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，如果過濾，得到的濾液中含有ZnSO₄，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到ZnS0₄•7H₂O，
①升高溫度、增大反應(yīng)物接觸面積、增大硫酸濃度都能增大反應(yīng)速率，為了提高酸浸效率，可以采取的措施有將礦粉粉碎、提高溫度或適當(dāng)增加酸的濃度等，故答案為：將礦粉粉碎、提高溫度或適當(dāng)增加酸的濃度等；
②鐵離子和Zn反應(yīng)生成亞鐵離子和鋅離子，銅離子和鋅發(fā)生置換反應(yīng)，所以加入鋅粉的目的是除去銅離子同時(shí)將鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，故答案為：除去銅離子同時(shí)將鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子；
③雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，離子方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
④從溶液中獲取晶體采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分離和提純、實(shí)驗(yàn)裝置綜合等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，明確物質(zhì)的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)步驟是解本題關(guān)鍵，知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及基本操作方法、實(shí)驗(yàn)先后順序等，難點(diǎn)是（1）題裝置順序排列，題目難度中等．