2013年1月27日百度新聞資訊中報(bào)道,活性氧化鋅是一種多功能性的新型無機(jī)材料,其顆粒大小約在1~100納米.云南化工冶金研究所采用濕化學(xué)法(NPP-法)制備納米級活性氧化鋅,可用各種含鋅物料為原料,采用酸浸出鋅,經(jīng)過多次凈化除去原料中的雜質(zhì),然后沉淀獲得堿式碳酸鋅,最后焙解獲得活性氧化鋅,化學(xué)工藝流程如下:

(1)通過
 
可以檢驗(yàn)流程中濾液2中含有Na+
(2)上述流程圖中pH=12的Na2CO3溶液中c(CO32-)=0.50mol/L,c(HCO3-)=1×10-2mol/L,則c(Na+):c(OH-)=
 

(3)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-,另含有Fe2+、Cu2+等雜質(zhì).先加入
 
(填
“Na2CO3”或“H2SO4”)調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4,然后加入適量KMnO4,F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,同時(shí)KMnO4轉(zhuǎn)化為MnO2.經(jīng)檢測溶液中Fe2+的濃度為0.009mol?L-1,則每升溶液中至少應(yīng)加入
 
mol KMnO4
(4)已知常溫下,Cu(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp=2×10-20.溶液中雜質(zhì)Cu2+濃度為0.0002mol?L-1,若要生成沉淀,則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH大于
 

(5)“沉淀”得到ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O,“煅燒”在450~500℃下進(jìn)行,“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
 
考點(diǎn):物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)
專題:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題
分析:由實(shí)驗(yàn)流程可知,含鋅物料為原料,采用硫酸浸出鋅,過濾除雜,得到濾液中含鋅離子,與加入的Na2CO3溶液反應(yīng)生成堿式碳酸鋅,最后焙解獲得活性氧化鋅.
(1)Na的焰色為黃色,以此檢驗(yàn);
(2)pH=12的Na2CO3溶液,n(Na)=2n(C),c(OH-)=0.01mol/L;
(3)Fe2+、Cu2+等雜質(zhì),均可與碳酸鈉反應(yīng);適量KMnO4將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,由電子守恒計(jì)算;
(4)Cu2+濃度為0.002mol?L-1,轉(zhuǎn)化為沉淀時(shí)c(OH-)=
Ksp
c(Cu2+)
;
(5)“煅燒”反應(yīng)生成ZnO、二氧化碳和水.
解答: 解:由實(shí)驗(yàn)流程可知,含鋅物料為原料,采用硫酸浸出鋅,過濾除雜,得到濾液中含鋅離子,與加入的Na2CO3溶液反應(yīng)生成堿式碳酸鋅,最后焙解獲得活性氧化鋅.
(1)Na的焰色為黃色,則檢驗(yàn)溶液中含有Na+,常用焰色反應(yīng),故答案為:焰色反應(yīng);
(2)pH=12的Na2CO3溶液,由化學(xué)式可知,n(Na)=2n(C),則c(Na+)=2×0.51 mol/L=1.02 mol/L,c(OH-)=0.01mol/L,所以c(Na+):c(OH-)=102:1,故答案為:102:1;
(3)溶解后得到酸性溶液,要調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4,需要升高pH,故應(yīng)加入Na2CO3 n(Fe2+)=0.009 mol,由電子得失守恒,則n(KMnO4)=
0.009mol
(7-4)
=0.003 mol,故答案為:Na2CO3;0.003;
(4)Cu2+濃度為0.0002mol?L-1,c(Cu2+)?[c(OH-)]2=2×10-20時(shí)開始出現(xiàn)沉淀,c(OH-)=
Ksp
c(Cu2+)
=
2×10-20
0.0002
=10-8 mol?L-1,pH=6,故答案為:6;
(5)“煅燒”反應(yīng)生成ZnO、二氧化碳和水,反應(yīng)為ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O
 450℃-500℃ 
.
 
3ZnO+CO2↑+3H2O↑,
故答案為:ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O
 450℃-500℃ 
.
 
3ZnO+CO2↑+3H2O↑.
點(diǎn)評:本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、對操作步驟的分析評價(jià)、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)計(jì)算等,是對所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息進(jìn)行解決問題的能力,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列敘述正確的是( 。
A、合金材料中不可能含有非金屬元素
B、信息產(chǎn)業(yè)中的光纜的主要成分是單質(zhì)硅
C、采用催化措施,將汽車尾氣中的CO和NO轉(zhuǎn)化為無害氣體
D、14C可用于文物年代的鑒定,14C與12C互為同素異形體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)
△H=-571.6kJ?mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)
△H=-1 452kJ?mol-1
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)
△H=-57.3kJ?mol-1
下列說法正確的是( 。
A、H2(g)的燃燒熱為571.6 kJ?mol-1
B、
1
2
H2SO4(aq)+
1
2
Ba(OH)2(aq)═
1
2
BaSO4(s)+H2O(l)△H=-57.3 kJ?mol-1
C、同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多
D、3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=+131.4 kJ?mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

四種短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,其原子的最外層電子數(shù)之和為19,W和X元素原子核質(zhì)子數(shù)之比為1:2,X和Y的電子數(shù)之差為4.下列說法正確的是( 。
A、原子半徑大。篫>Y>X>W(wǎng)
B、W、Y、Z中最簡單氫化物穩(wěn)定性最弱的是W
C、Z元素單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中只表現(xiàn)氧化性
D、z元素氧化物對應(yīng)水化物的酸性一定強(qiáng)于Y

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氨基甲酸銨常用于生產(chǎn)醫(yī)藥試劑、發(fā)酵促進(jìn)劑、電子元件等,是一種可貴的氨化劑.某學(xué)習(xí)小組研究在實(shí)驗(yàn)室中制備氨基甲酸銨的化學(xué)原理.
(1)將體積比為2:1的NH3和CO2混合氣體充入一個(gè)容積不變的真空密閉容器中,在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡:
2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)
將實(shí)驗(yàn)測得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
溫度(℃) 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡總壓強(qiáng)(kPa) 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡氣體總濃度 (10-3mol/L) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
①上述反應(yīng)的焓變:△H
 
0,熵變△S
 
0(填“>”、“<”或“=”).
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算出25.0℃時(shí)2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
 

③若從已達(dá)平衡狀態(tài)的上述容器中分離出少量的氨基甲酸銨晶體,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將
 
(填“增大”、“減小”或“不變”).
(2)氨基甲酸銨極易水解:NH2COONH4+2H2O?NH4HCO3+NH3?H2O.該學(xué)習(xí)小組為親身體驗(yàn)其水解反應(yīng),分別取兩份制得的樣品,將其溶于水中并配制成不同濃度的氨基甲酸銨溶液,繪制出c(NH2COO-)隨時(shí)間(t)變化的曲線如圖所示,若A、B分別為不同溫度時(shí)測定的曲線,則
 
(填“A”或“B”)曲線所對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度高,判斷的依據(jù)是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氯化硫酰(SO2Cl2)主要用作氯化劑.它是一種無色液體,熔點(diǎn)-54.1℃,沸點(diǎn)69.1℃,遇水生成硫酸和氯化氫.氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯氣在活性炭催化劑存在下反應(yīng)制。
SO2(g)+Cl2(g) 
活性炭
 SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ/mol
(1)寫出氯化硫酰(SO2Cl2)水解的化學(xué)方程式
 

(2)300℃時(shí),體積為1L的密閉容器中充入16.20g SO2Cl2,達(dá)到平衡時(shí)容器中含SO2 7.616g,則300℃時(shí)合成SO2Cl2反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為
 

(3)已知某溫度下,已知Ksp(AgCl)=2.0×10-10,Ksp(Ag2SO4)=1.6×10-5,在SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液,當(dāng)Ag+濃度為0.1mol/L時(shí),渾濁液中Cl-濃度與SO42- 濃度之比為
 

(4)將(2)所得的平衡混合氣溶于足量的BaCl2溶液中,計(jì)算最終生成沉淀的質(zhì)量是多少(寫出計(jì)算過程).
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室稱取0.867g草酸鈉(Na2C2O4,式量為134),溶解于水,加入一定量硫酸,用未知濃度的KMnO4溶液滴定,用去KMnO4溶液22.50mL,反應(yīng)式如下(未配平):MnO4-+C2O42-+H+→Mn2++CO2+H2O.則裝KMnO4的滴定管是
 
(填“酸式”或“堿式”); KMnO4溶液的濃度是
 
mol/L.
Ⅱ.某溫度下在容積固定的密閉容器中,下列反應(yīng)達(dá)到平衡:M(g)+H2O(g)?N(g)+H2(g)
起始n(M):n(H2O) M轉(zhuǎn)化率 H2O轉(zhuǎn)化率
1:1 0.5 0.5
1:2 0.67 0.33
1:3 0.75 0.25
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
 
.該溫度下,向容器中充入1molM、3mol H2O、2mol N、1.5molH2,則起始時(shí)該反應(yīng)速率V
 
V(填“>”、“<”或“=”)
②結(jié)合表中數(shù)據(jù),判斷下列說法中正確的是
 

A.增加H2O(g)的量,M的轉(zhuǎn)化率升高而H2O(g)的轉(zhuǎn)化率降低
B.若M與H2O(g)的轉(zhuǎn)化率相同時(shí),二者的初始投入量一定相同
C.M和H2O(g)初始物質(zhì)的量之比等于二者轉(zhuǎn)化率之比
D.當(dāng)M與H2O(g)物質(zhì)的量之比為1:4時(shí),M的轉(zhuǎn)化率為0.85
③該溫度下,向容器中充入2molM、2mol H2O,當(dāng)達(dá)平衡時(shí)放出a KJ熱量,則該反應(yīng)的△H=
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

以下是一些物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)(常壓):
Na2CO3 金剛石 石墨
熔點(diǎn)(℃) 63.65 97.8 851 3550 3850
沸點(diǎn)(℃) 774 882.9 1850(分解產(chǎn)生CO2 ---- 4250
金屬鈉和CO2在常壓、890℃發(fā)生如下反應(yīng):
4Na(g)+3CO2(g)?2Na2CO3(l)+C(s,金剛石)△H=-1080.9kJ/mol
(1)若反應(yīng)在10L密閉容器、常壓下進(jìn)行,溫度由890℃升高到1860℃,若反應(yīng)時(shí)間為10min,金屬鈉的物質(zhì)的量減少了0.2mol,則10min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率為
 

(2)高壓下有利于金剛石的制備,理由是
 

(3)由CO2(g)+4Na(g)=2Na2O(s)+C(s,金剛石)△H=-357.5kJ/mol;則Na2O固體與C(金剛石)反應(yīng)得到Na(g)和液態(tài)Na2CO3(l)的熱化學(xué)方程式
 

(4)如圖1開關(guān)K接M時(shí),石墨電極反應(yīng)式為
 

(5)請運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證Cu2+、Ag+氧化性的強(qiáng)弱.在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖2,要求用燒杯和鹽橋(在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素),并標(biāo)出外電路電子流向.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列說法正確的是( 。
A、將0.2mol/L某強(qiáng)堿弱酸鹽NaA溶液與0.1mol/L鹽酸等體積混合,混合后溶液顯堿性,則混合溶液中 c(HA)>c(Cl-)>c(A-)>c(OH-
B、相同條件下,向氨水、氫氧化鈉溶液中分別加入適量的氯化銨晶體后,兩溶液的pH:前者減小,后者增大
C、室溫條件下,將pH=3鹽酸VaL與pH=11氫氧化鈉溶液VbL混合,混合后溶液pH=4,假設(shè)混合后忽略體積變化,則Va:Vb=10:9
D、0.1mol/L pH為4的NaHB溶液中:c(HB-)>c(H2B)>c(B2-

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