3．鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+，又知Zn和Al，ZnO和Al2O3具有相似的性質(zhì)．工業(yè)上常用鋅浮渣為原料通過(guò)控制條件逐一除去雜質(zhì)以制備超細(xì)活性氧化鋅，其工藝流程如下：

（1）鋅浮渣利用硫酸浸出后，將濾渣1進(jìn)行再次浸出，其目的是提高鋅元素的總浸出率． 該過(guò)程的反應(yīng)方程式有Zn+2H+=Zn2++H2↑，ZnO+2H+=Zn2++H2O．
（2）凈化1是為了將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2而除去，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+．
（3）90℃時(shí)，凈化2溶液中殘留鐵的濃度受pH影響如圖2所示．pH較小時(shí)，雖有利于Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，但殘留鐵的濃度仍高于pH為3～4時(shí)的原因是H+抑制Fe3+水解．
（4）濾渣3的主要成分為Cd（填化學(xué)式）．
（5）碳化在50℃進(jìn)行，“前驅(qū)體”的化學(xué)式為ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，寫(xiě)出碳化過(guò)程生成“前驅(qū)體”的化學(xué)方程式：3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O↓+3（NH4）2SO4+5CO2↑；碳化時(shí)所用NH4HCO3的實(shí)際用量為理論用量的1.1倍，其原因一是為了使Zn2+充分沉淀，二是碳酸氫銨受熱分解損失或NH4HCO3消耗H+，避免H+濃度過(guò)大溶解ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O．

分析 鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+，加入稀硫酸浸出過(guò)濾，得到濾渣Ⅰ為SiO2 ，凈化Ⅰ加入（NH4）2S2O8溶液，PH=5.4是為了將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2而除去，過(guò)濾得到濾渣Ⅱ?yàn)镸nO2，濾液在加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子生成FeOOH，過(guò)濾得到濾液中加入鋅置換鉻，過(guò)濾得到的金屬位Cd，濾液中加入碳酸氫銨碳化，得到硫酸銨和二氧化碳及“前軀體”的化學(xué)式為ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，制備得到超細(xì)活性氧化鋅；
（1）濾渣Ⅰ進(jìn)行再次浸出的目的是提高鋅元素的浸出率；鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+，加入稀硫酸浸出過(guò)濾發(fā)生的反應(yīng)為：Zn、ZnO和硫酸發(fā)生的反應(yīng)；
（2）（NH4）2S2O8溶液，PH=5.4是為了將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2而除去，發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）依據(jù)鐵離子水解顯酸性分析，氫離子濃度大有利于抑制鐵離子的水解；
（4）上述分析可知濾渣3為被還原出的Cd；
（5）依據(jù)“前軀體”的化學(xué)式為ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，結(jié)合反應(yīng)物為硫酸鋅和碳酸氫銨，利用原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程，碳化時(shí)所用NH4HCO3的實(shí)際用量為理論用量的1.1倍，其原因一是為了使Zn2+充分沉淀，碳酸氫銨受熱分解損失．

解答 解：由工業(yè)生產(chǎn)流程可知，鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+，加入稀硫酸浸出過(guò)濾，得到濾渣Ⅰ為SiO2 ，凈化Ⅰ加入（NH4）2S2O8溶液，PH=5.4是為了將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2而除去，過(guò)濾得到濾渣Ⅱ?yàn)镸nO2，濾液在加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子生成FeOOH，過(guò)濾得到濾液中加入鋅置換鉻，過(guò)濾得到的金屬位Cd，濾液中加入碳酸氫銨碳化，得到硫酸銨和二氧化碳及“前軀體”的化學(xué)式為ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，制備得到超細(xì)活性氧化鋅；
（1）鋅浮渣利用硫酸浸出后，濾渣Ⅰ進(jìn)行再次浸出的目的是提高鋅元素的浸出率，Zn、ZnO和硫酸發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+2H+=Zn2++H2↑，ZnO+2H+=Zn2++H2O
故答案為：提高鋅元素的總浸出率；Zn+2H+=Zn2++H2↑，ZnO+2H+=Zn2++H2O；
（2）（NH4）2S2O8溶液具有氧化性，在PH=5.4時(shí)是為了將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2而除去，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+；
故答案為：Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+；
（3）90℃時(shí)，凈化2溶液中殘留鐵的濃度受pH影響如圖2pH值較小時(shí)，雖有利于Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，但殘留鐵的濃度仍高于pH為3～4時(shí)的原因是，依據(jù)鐵離子水解顯酸性可知，氫離子濃度大有利于抑制鐵離子的水解；
故答案為：H+抑制Fe3+水解；
（4）上述分析可知發(fā)生Zn+Cd2+=Zn2++Cd，濾渣3為被還原出的Cd，故答案為：Cd；
（5）“前軀體”的化學(xué)式為ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，結(jié)合反應(yīng)物為硫酸鋅和碳酸氫銨，濾液中加入碳酸氫銨碳化，得到硫酸銨和二氧化碳及“前軀體”的化學(xué)式為ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，利用原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程為：3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O↓+3（NH4）2SO4+5CO2↑，碳化時(shí)所用NH4HCO3的實(shí)際用量為理論用量的1.1倍，其原因一是為了使Zn2+充分沉淀，碳酸氫銨受熱分解損失或NH4HCO3消耗H+，避免H+濃度過(guò)大溶解ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，
故答案為：3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O↓+3（NH4）2SO4+5CO2↑；碳酸氫銨受熱分解損失或NH4HCO3消耗H+，避免H+濃度過(guò)大溶解ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)提純和分離的工業(yè)制備流程分析判斷，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析應(yīng)用，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

13．某�；瘜W(xué)小組學(xué)生利用下圖所列裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體．（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去）

（1）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程是3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
（2）裝置E中 的 現(xiàn) 象是紅色的粉末變成黑色，管壁產(chǎn)生水珠．
（3）停止反應(yīng)，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過(guò)量稀鹽酸充分反應(yīng)，過(guò)濾．簡(jiǎn)述檢驗(yàn)濾液中Fe3+的操作方法：取少量濾液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色．
（4）較為簡(jiǎn)便檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體方法是：將C處導(dǎo)管插入肥皂液中觀察是否有肥皂泡生成．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

14．可用圖示裝置制取少量乙酸乙酯（部分圖中均已略去）．請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）試管a中反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3COOH+CCH3CH2OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O．
（2）試管b中盛放的試劑是飽和碳酸鈉溶液．
（3）為防止a中的液體在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生暴沸，
在加熱前應(yīng)采取的措施是加入幾粒沸石
（4）試管b中導(dǎo)管未伸入液面下的原因是防止倒吸
（5）反應(yīng)過(guò)程中，可觀察到b中的現(xiàn)象是溶液分為兩層，有香味．反應(yīng)結(jié)束后，振蕩試管b，靜置．觀察到的現(xiàn)象是b溶液分層，上層是透明的油狀液體．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．
己二酸 是一種工業(yè)上具有重要意義的有機(jī)二元酸，在化工生產(chǎn)、有機(jī)合成工業(yè)、醫(yī)藥、潤(rùn)滑劑制造等方面都有重要作用，能夠發(fā)生成鹽反應(yīng)、酯化反應(yīng)等，并能與二元醇縮聚成高分子聚合物等，己二酸產(chǎn)量居所有二元羧酸中的第二位．實(shí)驗(yàn)室合成己二酸的反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖：

可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
物質(zhì)密度（20℃）熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解性相對(duì)分子質(zhì)量
環(huán)己醇0.962g/cm325.9℃160.8℃20℃時(shí)水中溶解度3.6g，可混溶于乙醇、苯100
乙二酸1.36g/cm3152℃337.5℃在水中的溶解度：15℃時(shí)，1.44g，25℃時(shí)2.3g，易溶于乙醇，不溶于苯146
實(shí)驗(yàn)步驟如下；
I、在三口燒瓶中加入16mL 50%的硝酸（密度為1.31g/cm3），再加入1～2粒沸石，滴液漏斗中盛放有5.4mL環(huán)己醇．
II、水浴加熱三口燒瓶至50℃左右，移去水浴，緩慢滴加5～6滴環(huán)己醇，搖動(dòng)三口燒瓶，觀察到有紅棕色氣體放出時(shí)再慢慢滴加剩下的環(huán)己醇，維持反應(yīng)溫度在60℃～65℃之間．
III、當(dāng)環(huán)己醇全部加入后，將混合物用80℃～90℃水浴加熱約10min（注意控制溫度），直至無(wú)紅棕色氣體生成為止．
IV、趁熱將反應(yīng)液倒入燒杯中，放入冰水浴中冷卻，析出晶體后過(guò)濾、洗滌得粗產(chǎn)品．V、粗產(chǎn)品經(jīng)提純后稱重為5.7g．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）儀器b的名稱為球形冷凝管（或冷凝管）．
（2）向三口燒瓶中滴加環(huán)己醇時(shí)，要控制好環(huán)己醇的滴入速率，防止反應(yīng)過(guò)于劇烈導(dǎo)致溫度迅速上升，否則．可能造成較嚴(yán)重的后果，試列舉一條可能產(chǎn)生的后果：反應(yīng)液暴沸沖出冷凝管；放熱過(guò)多可能引起爆炸，產(chǎn)生的二氧化氮?dú)怏w來(lái)不及被堿液吸收而外逸到空氣中．
（3）已知用NaOH溶液吸收尾氣時(shí)發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)方程式為：2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；如果改用純堿溶液吸收尾氣時(shí)也能發(fā)生類似反應(yīng)，則相關(guān)反應(yīng)方程式為：2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2．
（4）為了除去可能的雜質(zhì)和減少產(chǎn)品損失，可分別用冰水和苯洗滌晶體．
（5）粗產(chǎn)品可用重結(jié)晶 法提純（填實(shí)驗(yàn)操作名稱）．本實(shí)驗(yàn)所得到的己二酸產(chǎn)率為75%．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

18．某工業(yè)廢水中含有CN-和Cr2O72-等離子，需經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進(jìn)行處理，回答下列問(wèn)題：

（1）步驟②中，CN-被ClO-氧化為CNO-的離子方程式為：CN-+ClO-═CNO-+Cl-．
（2）步驟③的反應(yīng)為S2O32-+Cr2O72-+H+-→SO42-+Cr3++H2O（未配平），則每消耗0.4mol Cr2O72-轉(zhuǎn)移2.4mol e-．
（3）含Cr3+廢水可以加入熟石灰進(jìn)一步處理，目的是調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）3沉淀除去．
（4）在25℃下，將a mol•L-1的NaCN溶液與0.01mol•L-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后測(cè)得溶液pH=7，則a＞0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=（100a-1）×10-7 mol•L-1．
（5）取工業(yè)廢水水樣于試管中，加入NaOH溶液觀察到有藍(lán)色沉淀生成，繼續(xù)加至不再產(chǎn)生藍(lán)色沉淀為止，再向溶液中加入足量Na2S溶液，藍(lán)色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀．該過(guò)程中反應(yīng)的離子方程是：Cu2++2OH-═Cu（OH）2↓，Cu（OH）2（s）+S2-（aq）═CuS（s）+2OH-（aq）．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

8．中和熱是（　　）
A．酸和堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱
B．1mol酸和1mol堿反應(yīng)生成鹽和水時(shí)所放出的熱
C．強(qiáng)酸稀溶液和強(qiáng)堿稀溶液反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)所放出的熱
D．稀Ba（OH）2和稀H2SO4完全反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．亞硝酸鈉是重要的防腐劑．某化學(xué)興趣小組以碳和濃硝酸為起始原料，設(shè)計(jì)如下裝置利用一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉．（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗(yàn)），
查閱資料：
①HNO2為弱酸，室溫下存在反應(yīng)3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O；
②在酸性溶液中，NO2-可將MnO4-還原為Mn2+．
③NO不與堿反應(yīng)，可被酸性KMnO4溶液氧化為硝酸

實(shí)驗(yàn)操作：①關(guān)閉彈簧夾，打開(kāi)A中分液漏斗活塞，滴加一定量濃硝酸，加熱；
②一段時(shí)間后停止加熱；
③從C中取少量固體，檢驗(yàn)是否是亞硝酸鈉．
回答下列問(wèn)題：
（1）裝置中儀器a的名稱為分液漏斗；D裝置的作用是除去未反應(yīng)的NO，防止污染空氣．
（2）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是C+4HNO3（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O；C中反應(yīng)生成NaNO2的化學(xué)方程式是2NO+Na2O2=2NaNO2．
（3）檢驗(yàn)C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的正確操作是b
a．取少量生成物溶于水充分振蕩，滴加酚酞試液，若溶液變紅，則含有NaNO2．
b．取少量生成物溶于稀硫酸，若產(chǎn)生無(wú)色氣體并在液體上方變?yōu)榧t棕色，則含有NaNO2．
（4）經(jīng)檢驗(yàn)C產(chǎn)物中亞硝酸鈉含量較少．
①甲同學(xué)認(rèn)為C中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉，還可能有其它固體物質(zhì)．為排除干擾，甲在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應(yīng)是堿石灰（寫(xiě)名稱）．
②乙同學(xué)認(rèn)為除上述干擾因素外，還會(huì)有空氣參與反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品不純，所以在實(shí)驗(yàn)操作①前應(yīng)增加一步操作，該操作是打開(kāi)彈簧夾，通入N2一段時(shí)間．
（5）NaNO2有毒，國(guó)家規(guī)定肉制品中NaNO2含量不能超過(guò)30mg/kg．從1000g隔夜熟肉中提取NaNO3與NaNO2后，配成溶液，再用0.00500mol/L的高錳酸鉀（酸性）溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL，由此計(jì)算隔夜熟肉中NaNO2的含量是13.8mg/kg．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

12．維生素C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，分子式為C6H8O6；其中的-OH叫羥基（填官能團(tuán)名稱）．在維生素C溶液中滴入少量藍(lán)色的含有淀粉的碘水，可觀察到的現(xiàn)象是藍(lán)色褪去，說(shuō)明維生素C有還原性（填氧化性或還原性）．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

13．用KMnO4氧化一定體積密度為1.19g/cm3，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的 鹽酸．反應(yīng)方程式如下：2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
（1）用雙線橋法分析該反應(yīng)（只需標(biāo)出電子得失的方向和數(shù)目）
（2）15.8g KMnO4參加反應(yīng)能消耗多少摩爾HCl？
（3）產(chǎn)生的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為多少升？

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同步練習(xí)冊(cè)答案