【題目】四水合磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O],摩爾質(zhì)量為457g·mol-1,難溶于水]是一種性能優(yōu)良的綠色環(huán)保防銹顏料。實驗室以鋅灰(ZnO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2)為原料制備Zn3(PO4)2·4H2O的流程如圖,回答下列問題:

已知:6NH4HCO3+3ZnSO4 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2

(1)實驗前需要將鋅灰研磨成粉末狀,原因是____。

(2)步驟I中需將溶液pH調(diào)至5.1,應(yīng)選擇的最佳試劑是___。(填字母)

aNaOH bZnO cBa(OH)2

(3)步驟I滴加KMnO4溶液的目的是___。

(4)步驟Ⅱ中加入的a___。

(5)步驟Ⅳ的化學(xué)方程式是___。

(6)步驟Ⅳ反應(yīng)結(jié)束后得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作包括___和干燥。

(7)稱取45.7mgZn3(PO4)2·4H2O進(jìn)行熱重分析,化合物質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示,為獲得Zn3(PO4)2·2H2OZn3(PO4)2·H2O的混合產(chǎn)品,烘干時的溫度范圍為___。

【答案】增大接觸面積、加快反應(yīng)速率 b 使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+從而一并除去 Zn(或鋅) ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O+2H3PO4 Zn3(PO4)2·4H2O+2H2O+CO2 過濾、洗滌 145℃~195

【解析】

根據(jù)以鋅灰(ZnO、CuOFeO、Fe2O3SiO2)為原料制備Zn3(PO4)2·4H2O的流程可知,在鋅灰中加入稀硫酸,將鋅灰中的ZnO、CuOFeO、Fe2O3溶解,SiO2不溶,形成濾渣I;在濾得的溶液中加入高錳酸鉀溶液,將亞鐵離子氧化生成鐵離子,并調(diào)節(jié)pH5.1 除去鐵離子,因此濾渣Ⅱ為氫氧化鐵沉淀,然后再加入鋅置換出溶液中的銅離子,過濾得濾渣Ⅲ,濾渣Ⅲ為銅;在濾液中加入碳酸氫銨,發(fā)生6NH4HCO3+3ZnSO4 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2,得到的沉淀中再加入磷酸,將ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O轉(zhuǎn)化為四水合磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O],據(jù)此分析解答。

(1)實驗前將鋅灰研磨成粉末狀,再用稀硫酸浸取,可以增大接觸面積、加快反應(yīng)速率,提高浸取效率,故答案為:增大接觸面積、加快反應(yīng)速率;

(2)為了不引入新雜質(zhì),步驟I中將溶液pH調(diào)至5.1,最好選擇ZnO,故答案為:b;

(3)根據(jù)上述分析,步驟I滴加KMnO4溶液的目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,便于調(diào)節(jié)pH5.1時一并除去,故答案為:使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+從而一并除去;

(4)根據(jù)流程圖和實驗?zāi)康,步驟II中加入的a是鋅,目的是除去溶液中的銅離子,故答案為:Zn(或鋅);

(5)步驟Ⅳ中加入磷酸是將ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O轉(zhuǎn)化為四水合磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O],反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O+2H3PO4 Zn3(PO4)2·4H2O+2H2O+CO2,故答案為:ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O+2H3PO4 Zn3(PO4)2·4H2O+2H2O+CO2

(6)步驟Ⅳ反應(yīng)結(jié)束后,從混合體系中得到Zn3(PO4)2·4H2O沉淀的操作為過濾、洗滌、干燥,故答案為:過濾、洗滌;

(7)根據(jù)圖象,加熱到90℃時,四水合磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O]開始逐漸分解,當(dāng)生成Zn3(PO4)2·2H2O,所得Zn3(PO4)2·2H2O的質(zhì)量為×45.7mg=42.1mg,此時溫度為145℃,當(dāng)生成Zn3(PO4)2·H2O,所得Zn3(PO4)2·H2O的質(zhì)量為×45.7mg=40.3mg,此時溫度為195℃,因此當(dāng)獲得Zn3(PO4)2·2H2OZn3(PO4)2·H2O的混合產(chǎn)品時,烘干時的溫度范圍為145℃~195℃,故答案為:145℃~195℃。

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:

【題目】A的產(chǎn)量能衡量一個國家石油化工發(fā)展水平,F的碳原子數(shù)為D的兩倍,以A為原料合成F,其合成路線如圖所示:

(1)寫出決定B、D性質(zhì)的重要原子團(tuán)的名稱:

B________、D________。

(2)A的結(jié)構(gòu)式為____________。

(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明反應(yīng)類型:

______________________________________________,反應(yīng)類型:__________;

______________________________________________,反應(yīng)類型:__________。

(4)實驗室怎樣區(qū)分BD_______________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以北京大學(xué)馬丁教授為代表的多個團(tuán)隊,研發(fā)出了高效的鐵基(如、、)費托合成催化劑,以為原料可高產(chǎn)率合成烯烴、烷烴,如、,為煤的氣化、液化使用開拓了新途徑。

中能量最高的能級上的電子云有__________種伸展方向,位于不同方向中運動的電子的能量大小關(guān)系是_______________。當(dāng)原子電子排布由時,體系的能量_________(填增大減小)。

、C、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為___________;分子中碳原子的雜化軌道類型為________________;題干所述反應(yīng)中分子中斷裂的化學(xué)鍵類型為__________(填字母)。

A2σ鍵、1B1σ鍵、2C.非極性鍵

⑶新戊烷分子中5個碳原子形成的空間構(gòu)型是_______________,該分子是________(填極性非極性)分子。隨著烴分子中碳原子數(shù)目的增加,同系物的沸點升高,其原因是_________。

⑷碳、鐵之間可形成多種化合物,其中一種化合物的晶體結(jié)構(gòu)(面心立方結(jié)構(gòu))如圖所示:

則編號為的原子的坐標(biāo)為_____________;該化合物的化學(xué)式為_____________;設(shè)該晶體的晶胞參數(shù)為,阿伏加德羅常數(shù)的值為,則該晶體的密度為____________________(列出計算式即可)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3(g),下列敘述表示該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是(  )

A.N2、H2NH3的濃度之比為132

B.混合氣體的密度不隨時間變化

C.當(dāng)有1molN≡N鍵斷裂時,有6molN—H鍵斷裂

D.單位時間內(nèi)生成2amolNH3,同時消耗amolN2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)為了探究原電池產(chǎn)生電流的過程,設(shè)計了如圖所示實驗。

1)打開K,觀察到的現(xiàn)象為 ,

2)關(guān)閉K,觀察到的現(xiàn)象是 ,

此電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為

總反應(yīng)式為 。

3)關(guān)閉K,溶液中陽離子向 (填ZnC)極運動,

外電路中,電子流動方向是 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一密閉燒瓶中,25 ℃時存在著平衡:2NO2(g)N2O4(g)(正反應(yīng)放熱)。把燒瓶置于100 ℃的水中,則下列幾項性質(zhì)中不會改變的是

①顏色 ②平均相對分子質(zhì)量 ③質(zhì)量 ④壓強(qiáng) ⑤密度

A. ①和③ B. ②和④ C. ④和⑤ D. ③和⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是(

A.1molO2含有的電子數(shù)為16NA

B.0.1mol·L-1碳酸鈉溶液含有的CO數(shù)目為0.1NA

C.8gS在足量中氧氣完全燃燒轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L甲烷中共價鍵數(shù)目為4NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上可由水煤氣合成甲醇。

1)還可以通過下列反應(yīng)制備甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下圖是反應(yīng)時CO(g)CH3OH(g)的濃度隨時間t的變化情況,從反應(yīng)開始到平衡,用CO表示平均反應(yīng)速率v(CO)=__________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為__。

2)在一容積可變的密閉容器中充入10mol CO20mol H2CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的變化如圖所示。

①下列說法不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_________。(填字母)

AH2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2

BH2的體積分?jǐn)?shù)不再改變

C.體系中H2的轉(zhuǎn)化率和CO的轉(zhuǎn)化率相等

D.體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

②比較A、B兩點壓強(qiáng)大小PA_PB(填>、<、=”).

③若達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)A時,容器的體積為20 L,如果反應(yīng)開始時仍充入10 mol CO20 mol H2,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積V(B)=__L。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】天津?qū)儆谘睾3鞘,下列與海洋有關(guān)說法正確的是( )

A.從海水中提取單質(zhì),最后一步電解飽和溶液,就可制得金屬鎂

B.海水經(jīng)過一定生產(chǎn)過程可以制造出殺滅病毒的84消毒液

C.從海帶中提取碘,含的溶液可以用酒精萃取

D.海水中富集的元素氯在目前已知的元素中電負(fù)性最強(qiáng)

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