Question

（2010?啟東市模擬）鋅鋇白是一種白色顏料．工業(yè)上是由ZnSO₄與BaS溶液混合而成：BaS+ZnSO₄=ZnS↓+BaSO₄↓．以下是工業(yè)生產(chǎn)流程．請回答有關問題：

Ⅰ．ZnSO₄溶液的制備與提純有關資料：已知Zn（OH）₂與Al（OH）₃相似，能溶于過量的NaOH溶液生成Na₂ZnO₂；菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等．
（1）②中使用的氧化劑最好是下列的

B

（填序號），理由是

不會引入雜質(zhì)

．
        A．Cl₂        B．H₂O₂          C．KMnO₄         D．濃HNO₃
（2）寫出反應④的離子方程式：

ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-

．
（3）為了達到綜合利用、節(jié)能減排的目的，上述流程中步驟

①

產(chǎn)生的

CO₂

可以用于步驟

④

（其中步驟選填①、②、③、④、⑤）．

Ⅱ．BaS溶液的制備
有關數(shù)據(jù)：Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ?mol^-1
C（s）+-O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1
Ba（s）+S（s）=BaS（s）；△H=-460kJ?mol^-1
重晶石（BaSo4）礦粉、煤粉

煅燒還原

BaS+CO↑

水浸取

過濾

BaS溶液
（4）煅燒還原的熱化學方程式為：

BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1

．
（5）經(jīng)檢驗BaS的水溶液呈堿性，原因是（用離子方程式表示）

S^2-+H₂O?HS^-+OH^-

．

Ⅲ．制取鋅鋇白
（6）Ⅰ中步驟⑤使用硫酸的量要適當，如果所得溶液的酸性過強，產(chǎn)生的后果是

酸性過強，與BaS溶液混合是可能產(chǎn)生H₂S氣體污染，鋅鋇白的產(chǎn)率會降低

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)反應后的產(chǎn)物和實驗目的分析，氧化劑是隱含亞鐵離子，選擇氧化劑不能引入新的雜質(zhì)；
（2）依據(jù)流程圖分析反應為和產(chǎn)物，結(jié)合反應原理書寫離子方程式；
（3）循環(huán)利用節(jié)能減排，步驟①產(chǎn)生的二氧化碳通入步驟④中可以循環(huán)利用；
（4）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（5）硫化鋇水溶液中水解顯堿性；
（6）硫酸過量會生成有毒氣體硫化氫污染環(huán)境，減少鋅鋇白的產(chǎn)量．

解答：解：（1）ZnCO₃，F(xiàn)eCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃都能溶液足量5mol/L硫酸溶液中，生成ZnSO₄，F(xiàn)eSO₄，CuSO₄，CO₂，H₂O；SiO₂不溶于硫酸，步驟①得到濾渣為SiO₂；濾液為ZnSO₄，F(xiàn)eSO₄，CuSO₄，H₂O；步驟②用氧化劑是氧化亞鐵離子；
A、氯氣做氧化劑氧化亞鐵離子會引入氯離子，且氯氣有毒，故A不選；
B、過氧化氫做氧化劑被還原為水，不引入新的雜質(zhì)，過量的過氧化氫加熱胡分解生成氧氣和水，故B正確；
C、KMnO₄ 做氧化劑會引入K⁺，MnO₄^-，故C錯誤；
D、濃HNO₃做氧化劑會被還原為有毒氣體NO₂，引入雜質(zhì)離子NO₃^-，故D錯誤；
故答案為：B；不會引入新的雜質(zhì)離子；
（2）偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳氣體會生成氫氧化鋁沉淀，由此推斷步驟④發(fā)生的反應是Na₂ZnO₂，NaOH和二氧化碳反應濾渣為Zn（OH）₂，濾液為NaHCO₃，反應的離子方程式為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-，故答案為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（3）步驟④中的CO₂氣體來自步驟①酸浸反應放出的氣體，可以節(jié)能減排，故答案為：①；CO₂；④；
（4）①Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ?mol^-1
②C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1
③Ba（s）+S（s）=BaS（s）；△H=-460kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律②×4-③-①得到熱化學方程式為：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1，
故答案為：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1；
（5）經(jīng)檢驗BaS的水溶液呈堿性說明硫離子水解的原因，反應的離子方程式為S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
（6）若步驟⑤為氫氧化鋅和改過了硫酸反應，所得溶液中含有硫酸鋅和硫酸，與BaS反應可以制的鋅鋇白，同時過量硫酸和BaS反應生成有毒氣體H₂S污染空氣，減少鋅鋇白的產(chǎn)量，
故答案為：酸性過強，與BaS溶液混合是可能產(chǎn)生H₂S氣體污染，或鋅鋇白的產(chǎn)率會降低．

點評：本題考查了物質(zhì)制備流程分析判斷，環(huán)節(jié)中所得物質(zhì)成分分析，除雜試劑選擇，循環(huán)利用的物質(zhì)推斷，離子方程式、熱化學方程式書寫，實驗方案的評價，題目難度中等．