Question

5．某化學(xué)興趣小組利用某廢棄的氧化銅鋅礦制取活性ZnO實(shí)驗(yàn)流程如下：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）加入鐵粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．
（2）甲、乙兩同學(xué)選用下列儀器，采用不同的方法來制取氨氣．
①甲同學(xué)使用的藥品是熟石灰與氯化銨，則應(yīng)選用裝置A（填寫裝置代號(hào)），生成氨氣的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②乙同學(xué)選用了裝置B，則使用的兩種藥品的名稱為濃氨水、堿石灰．
（3）H₂O₂的作用是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵．
（4）除鐵過程中得到的Fe（OH）₃可用KClO溶液在堿性環(huán)境將其氧化得到一種高效的多功能水處理劑（K₂FeO₄），該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：2．
（5）乙知溶液a中含有CO₃^2-、SO₄^2-兩種酸根陰離子，若只允許取用一次樣品，檢驗(yàn)這種離子存在的實(shí)驗(yàn)操作過程為取少量溶液a于試管中，滴加稍過量稀鹽酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明有CO₃^2-在，繼續(xù)滴加氯化鋇溶液或氫氧化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明含有SO₄^2-．

Answer 1

分析 氧化銅鋅礦經(jīng)廢酸浸取后過濾，可得到硫酸銅、硫酸鋅溶液；向酸浸液中加鐵可還原出銅，經(jīng)過濾可得銅和硫酸亞鐵、硫酸鋅的混合液；然后加入雙氧水和氨氣，將亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去；后向?yàn)V液中加氨氣和碳酸氫銨等將鋅離子轉(zhuǎn)化為Zn₂（OH）₂CO₃，最后焙燒，Zn₂（OH）₂CO₃受熱分解得到氧化鋅．
（1）Fe與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)；
（2）①A裝置為固體加熱制備氣體，實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和氫氧化鈣來制備氨氣；
②裝置B為液體與固體反應(yīng)不需要加熱的裝置；
（3）H₂O₂的作用是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵；
（4）從題給信息寫出反應(yīng)物和生成物，結(jié)合原子守恒和電子守恒分析；
（5）根據(jù)CO₃^2-、SO₄^2-的性質(zhì)可知選用鹽酸和氯化鋇溶液檢驗(yàn)．

解答 解：氧化銅鋅礦經(jīng)廢酸浸取后過濾，可得到硫酸銅、硫酸鋅溶液；向酸浸液中加鐵可還原出銅，經(jīng)過濾可得銅和硫酸亞鐵、硫酸鋅的混合液；然后加入雙氧水和氨氣，將亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去；后向?yàn)V液中加氨氣和碳酸氫銨等將鋅離子轉(zhuǎn)化為Zn₂（OH）₂CO₃，最后焙燒，Zn₂（OH）₂CO₃受熱分解得到氧化鋅．
（1）Fe與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu和亞鐵離子，其離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（2）①A裝置為固體加熱制備氣體，實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和氫氧化鈣來制備氨氣，所以選A，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：A；Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②裝置B為液體與固體反應(yīng)不需要加熱的裝置，則可以選用濃氨水、堿石灰來制備氨氣；
故答案為：濃氨水、堿石灰；
（3）根據(jù)以上分析，H₂O₂的作用是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，故答案為：將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵；
（4）由題給信息可知，反應(yīng)物為2Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-，生成物之一為FeO₄^2-，因鐵在反應(yīng)中化合價(jià)升高，故氯元素的化合價(jià)降低，則另一產(chǎn)物為Cl^-，根據(jù)元素、電子、電荷守恒配平（可知產(chǎn)物還有水），則方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，F(xiàn)e（OH）₃為還原劑，ClO^-為氧化劑，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：2；
故答案為：3：2；
（5）CO₃^2-與酸會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，SO₄^2-與鋇離子結(jié)合生成白色沉淀硫酸鋇，所以可選用鹽酸和氯化鋇溶液檢驗(yàn)，其操作為：取少量溶液a于試管中，滴加稍過量稀鹽酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明有CO₃^2-在，繼續(xù)滴加氯化鋇溶液或氫氧化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明含有SO₄^2-；
故答案為：取少量溶液a于試管中，滴加稍過量稀鹽酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明有CO₃^2-在，繼續(xù)滴加氯化鋇溶液或氫氧化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明含有SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于工藝流程圖方面題目，要搞清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖}給信息，結(jié)合流程和題目設(shè)問正確解題，本題難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和分析解決問題的能量．