1.2Zn(OH)2•ZnCO3是制備活性ZnO的中間體,以鋅焙砂(主要成分為ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等離子)為原料制備2Zn(OH)2•ZnCO3的工藝流程如圖:

請回答下列問題:
(1)當(dāng)(NH42SO4,NH3•H2O的混合溶液中存在c(NH4+)=2c(SO42-)時,溶液呈中(填“酸”、“堿”或“中”)中性.
(2)“浸取”時為了提高鋅的浸出率,可采取的措施是攪拌、適當(dāng)加熱(任寫一種).
(3)“浸取”時加入的NH3•H2O過量,生成MnO2的離子方程式為Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O.
(4)適量S2-能將Cu2+等離子轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀而除去,若選擇ZnS進(jìn)行除雜,是否可行?用計算說明原因:可行,ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+K=$\frac{{K}_{sp}(ZnS)}{{K}_{sp}(CuS)}$=1.2×1012>>1×105.[已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=1.3×10-36]
(5)“沉鋅”的離子方程式為3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O.
(6)“過濾3”所得濾液可循環(huán)使用,其主要成分的化學(xué)式是(NH42SO4

分析 制備2Zn(OH)2•ZnCO3流程為:鋅焙砂(主要成分為ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等離子)中加入硫酸銨、氨水、雙氧水,雙氧水將錳離子氧化成二氧化錳,過濾后在濾液中加硫化銨,再過濾,除去銅離子,蒸氨除去多余的氨氣,加入碳酸氫銨得到2Zn(OH)2•ZnCO3和二氧化碳?xì)怏w,過濾得2Zn(OH)2•ZnCO3,濾液為硫酸銨溶液,
(1)(NH42SO4與NH3•H2O的混合溶液中存在電荷守恒:c (NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),再結(jié)合c(NH4+)=2c(SO42-)判斷溶液酸堿性;
(2)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素判斷“浸取”時為了提高鋅的浸出率,可采取的措施;
(3)“浸取”時加入的NH3•H2O過量,溶液呈堿性,雙氧水將錳離子氧化成MnO2,根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫離子方程式;
(4)根據(jù)反應(yīng)ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+,可知K=$\frac{{K}_{sp}(ZnS)}{{K}_{sp}(CuS)}$=1.2×1012,結(jié)合題中信息可判斷ZnS除雜,是否可行;
(5)“沉鋅”的過程為溶液中的鋅離子與碳酸氫銨溶液反應(yīng)生成2Zn(OH)2•ZnCO3,據(jù)此書寫離子方程式;
(6)“過濾3”所得濾液為硫酸銨溶液,可循環(huán)使用.

解答 解:制備2Zn(OH)2•ZnCO3流程為:鋅焙砂(主要成分為ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等離子)中加入硫酸銨、氨水、雙氧水,雙氧水將錳離子氧化成二氧化錳,過濾后在濾液中加硫化銨,再過濾,除去銅離子,蒸氨除去多余的氨氣,加入碳酸氫銨得到2Zn(OH)2•ZnCO3和二氧化碳?xì)怏w,過濾得2Zn(OH)2•ZnCO3,濾液為硫酸銨溶液,
(1)NH42SO4與NH3•H2O的混合溶液中存在電荷守恒:c (NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),當(dāng)c(NH4+)=2c(SO42-)時,c(H+)=c(OH-),即溶液顯中性,
故答案為:中;
(2)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素判斷“浸取”時為了提高鋅的浸出率,可采取的措施為攪拌、適當(dāng)加熱,
故答案為:攪拌、適當(dāng)加熱;
(3)“浸取”時加入的NH3•H2O過量,溶液呈堿性,雙氧水將錳離子氧化成MnO2,反應(yīng)的離子方程式為Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O,
故答案為:Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O;
(4)根據(jù)反應(yīng)ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+,可知K=$\frac{{K}_{sp}(ZnS)}{{K}_{sp}(CuS)}$=1.2×1012>>1×105,K>105化學(xué)反應(yīng)完全,所以選擇ZnS進(jìn)行除雜是可行的,
故答案為:可行,ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+   K=$\frac{{K}_{sp}(ZnS)}{{K}_{sp}(CuS)}$=1.2×1012>>1×105;
(5)“沉鋅”的過程為溶液中的鋅離子與碳酸氫銨溶液反應(yīng)生成2Zn(OH)2•ZnCO3,離子方程式為3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O,
故答案為:3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O;
(6)“過濾3”所得濾液為硫酸銨溶液,可循環(huán)使用,其化學(xué)式為(NH42SO4
故答案為:(NH42SO4

點評 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計、物質(zhì)分離與提純方法的綜合應(yīng)用,題目難度較大,明確制備流程為解答關(guān)鍵,注意掌握常見物質(zhì)分離與提純的操作方法,試題知識點較多、綜合性較強(qiáng),充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>

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:解答題

11.你被遺忘在火星上,如何生存下去等待救援呢?
(1)獲得氫氣.向火箭燃料液態(tài)聯(lián)氨(N2H4)中加入銥催化劑,分解生成氮氣和氫氣.
已知:3N2H4(l)?4NH3(g)+N2(g)△H=-336.6kJ•mol-1
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
則N2H4(l)?N2(g)+2H2(g)△H=-50.6kJ•mol-1,該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為$\frac{[{N}_{2}][{H}_{2}]^{2}}{[{N}_{2}{H}_{4}]}$.
(2)獲得氧氣.火星大氣中有稀薄的CO2
以堿溶液為電解質(zhì)可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化2CO2$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2CO+O2,該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行的原因是△S>0,陰極的反應(yīng)式為2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
(3)獲得水.火星上含有高濃度高氯酸根的有毒鹵水,可對其進(jìn)行生物降解.
Ⅰ.在微生物的催化下,ClO4-可被CH3COO-還原,過程如圖1所示.CH3COO-也可作為碳元素的來源,促進(jìn)微生物生長.

①該過程總反應(yīng)的離子方程式為ClO4-+CH3COO-+H+=2CO2+2H2O+Cl-
②CH3COO-的濃度對ClO4-降解程度的影響如圖2所示,則12小時后,CH3COO-濃度小于0.4g/L的條件下,ClO4-的降解幾乎停滯的原因是CH3COO-濃度過低,不能促進(jìn)微生物生長,失去催化作用,反應(yīng)速率顯著降低.
Ⅱ.高氯酸、鹽酸和硝酸的酸性在水溶液中差別不大.某溫度下,這三種酸在冰醋酸中的電離平衡常數(shù)如表所示.冰醋酸做溶劑,這三種酸酸性最強(qiáng)的是HClO4.在冰醋酸中,鹽酸的電離方程式為HCl?H++Cl-
HClO4HClHNO3
Ka1.6×10-51.6×10-94.2×10-10

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12.能影響水的電離平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的措施是(  )
A.向純水中投入一小塊金屬鈉B.將水加熱煮沸
C.向水中通入SO2D.向水中加入NaCl

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9.下列各組能源中,前者是化石能源,后者是新能源的是( 。
A.氫氣、天然氣B.液化氣、核能C.太陽能、風(fēng)能D.燃煤、97#汽油

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16.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法正確的是(  )
①1.0L1.0mo1•L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2NA
②過氧化鈉與水反應(yīng)時,生成0.1mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA
③密閉容器中2molNO與1molO2充分反應(yīng),產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA
④.235g核素${\;}_{92}^{235}$U發(fā)生裂變反應(yīng):${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n$\stackrel{裂變}{→}$${\;}_{38}^{90}$Sr+${\;}_{54}^{136}$Xe+10${\;}_{0}^{1}$n,凈產(chǎn)生的中子(${\;}_{0}^{1}$n)數(shù)為10NA
⑤氫氧燃料電池正極消耗22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時,電路中通過的電子數(shù)目為2NA
⑥銅粉溶于1L0.5mol/L稀硝酸中,當(dāng)生成標(biāo)況下2.24LNO時,溶液中的氮原子數(shù)為0.4NA
⑦標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2升氯氣溶于水,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA
⑧12g石墨和C60的混合物中質(zhì)子總數(shù)一定為6NA
⑨25℃時,1L mol•L-1FeCl3溶液中含有0.1NA個Fe(OH)3膠體粒子.
A.②⑥⑧B.①②⑥C.③⑦⑧D.①⑤⑨

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6.下列離子方程式屬于鹽的水解,且書寫正確的是( 。
A.NaHCO3溶液:HCO3-+H2O?CO32-+H3O+
B.NaHS溶液:HS-+H2O?H2S+OH-
C.硫酸鋁溶液跟碳酸氫鈉溶液反應(yīng):Al3++3HCO3-+6H2O?Al(OH)3↓+3CO2
D.NH4Cl溶于D2O中:NH4++D2O?NH3HDO+H+

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13.設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA,則下列說法正確的是(  )
A.甲烷的摩爾質(zhì)量為16克
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.3molSO2中含氧原子數(shù)為0.3NA
C.常溫下,9.5克MgCl2晶體中含Mg2+為0.1 NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L H2O含10 NA個電子

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10.設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法中正確的是( 。
A.1 mol H2O中所含的粒子數(shù)目一定是NA
B.1 molNH4+所含的質(zhì)子數(shù)是10NA
C.51 g NH3所含原子數(shù)為3NA
D.氧氣的相對分子質(zhì)量與2NA個氧原子質(zhì)量(以g為單位)在數(shù)值上相等

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11.下列除雜方法不正確的是( 。
A.除去NH4Cl溶液中的FeCl3,可向溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pH
B.除去金屬離子Cu2+、Hg2+,可向溶液中加入H2S、Na2S等沉淀劑
C.除去某溶液中的SO42-可向溶液中加入鎂鹽
D.除去ZnCl2溶液中的Fe3+可向溶液中加入ZnO

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