用粗鋅(含少量Fe等雜質(zhì))與稀硫酸反應(yīng)制氫氣,其廢液中含有大量的硫酸鋅.同學(xué)們用制氫氣的廢液來制取皓礬(ZnSO4?7H2O),并探究其性質(zhì).
(l)制備皓礬  實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示:
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已知:氫氧化物沉淀的pH范圍見下表.
氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2
開始沉淀pH 2.7 7.6 5.7
完全沉淀pH 3.7 9.6 8.0
請回答下列問題:
①加入的試劑a,供選擇使用的有:氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸等,應(yīng)選用
 
,其理由是
 

②加入的試劑b,供選擇使用的有:Zn粉、ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3、ZnSO4等,應(yīng)選用
 
,其理由是
 

③從晶體l→晶體2,該過程的名稱是
 

④在得到皓礬時(shí),向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是
 

(2)探究皓礬的性質(zhì)
溫度(℃) 60 240 930 1000
殘留固體質(zhì)量(g) 19.7 16.1 8.1 8.1
⑤稱取28.7g ZnSO4?7H2O研細(xì)后置于坩堝中小心加熱,其固體質(zhì)量與溫度的對應(yīng)數(shù)據(jù)見上表.則1000℃時(shí)皓礬的反應(yīng)方程式為
 

⑥取少量ZnSO4?7H2O配成溶液向其中逐滴加入NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)先產(chǎn)生白色沉淀后又逐漸溶解.查資料得知Zn(OH)2具有兩性,則Zn(OH)2溶于NaOH溶液的離子方程式為:
 
分析:(1)①依據(jù)流程分析判斷,試劑1是為了把亞鐵離子氧化為鐵離子,在PH=2.7-3.可以全部沉淀,其他離子不沉淀,同時(shí)加入的試劑不能引入新的雜質(zhì);
②試劑2是用來調(diào)節(jié)溶液PH到3.7,目的讓鐵離子全部沉淀,除雜實(shí)驗(yàn)不能引入新的雜質(zhì);
③晶體重新結(jié)晶的過程是物質(zhì)提純的方法是重結(jié)晶;
④洗滌晶體表面的雜質(zhì)離子,同時(shí)減少皓釩晶體的損失;
(2)⑤根據(jù)ZnSO4?7H2O加熱到1000℃時(shí)所的固體的質(zhì)量情況來確定成分;
⑥氫氧化鋅具有兩性,可以和強(qiáng)堿反應(yīng)可溶于水的鹽.
解答:解:(1)①化學(xué)實(shí)驗(yàn)室通常用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣,因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅.同時(shí),由于粗鋅中還含有鐵等雜質(zhì),溶于酸后生成亞鐵離子鋅離子,依據(jù)開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為:Fe(OH)3:2.7-3.7Fe(OH)2:7.6-9.6 Zn(OH)2:5.7-8,分析判斷,直接沉淀亞鐵離子,鋅離子也會全部全部沉淀,不能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵,除去亞鐵離子需要先把亞鐵離子氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)溶液PH使三價(jià)鐵離子全部沉淀,此時(shí)鋅離子不沉淀,來實(shí)現(xiàn)分離,加入的氧化劑不能引入新的雜質(zhì),氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸中只有20%的H2O2 在氧化亞鐵離子不引入雜質(zhì),
故答案為:20%的H2O2;將制氫廢液中的Fe2+氧化成Fe3+,同時(shí)避免引入新的雜質(zhì);
②試劑2是用來調(diào)節(jié)溶液PH到3.7,目的讓鐵離子全部沉淀,除雜實(shí)驗(yàn)不能引入新的雜質(zhì);Zn粉會把氧化得到的鐵離子還原,起不到除去的作用,ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3可以反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH到3.7,使鐵離子沉淀,同時(shí)不引入新的雜質(zhì),ZnSO4不能調(diào)節(jié)溶液PH,且引入雜質(zhì)硫酸根離子,
故答案為:ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3;調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7~5.7使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,同時(shí)避免Zn2+損失和引入其它雜質(zhì);
③晶體溶解再結(jié)晶是提純晶體的方法為重結(jié)晶,故答案為:重結(jié)晶;
④洗滌晶體表面的雜質(zhì)離子,同時(shí)減少皓釩晶體的損失;在得到皓礬時(shí),向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是,晶體溶于水,不溶于酒精,所以目的是為了沖洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子;防止晶體溶解,影響產(chǎn)率,
故答案為:為了沖洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子;防止晶體溶解,影響產(chǎn)率;
(2)⑤ZnSO4?7H2O加熱到1000℃時(shí)所的固體的質(zhì)量為8.1g,加熱到60°會將所有的結(jié)晶水失去,到1000℃時(shí)硫酸鋅已經(jīng)分解為氧化鋅、三氧化硫,故答案為:ZnSO4?7H2O
 1000°C 
.
 
ZnO+SO3↑+7H2O↑,故答案為:ZnSO4?7H2O
 1000°C 
.
 
ZnO+SO3↑+7H2O↑;
⑥向硫酸鋅中逐滴加入NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)先產(chǎn)生白色沉淀氫氧化鋅,然后又逐漸溶解在氫氧化鈉中,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為;Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O,
故答案為:Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O.
點(diǎn)評:本題是一道關(guān)于物質(zhì)的分離和提純的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,考查學(xué)生分析和解決問題的能力,難度大.
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設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是( 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

活性氧化鋅常用作橡膠制品的硫化活性劑.工業(yè)上用粗氧化鋅(含少量CuO、FeO、MnO、Fe2O3等)生產(chǎn)活性氧化鋅,生產(chǎn)工藝流程如下:
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Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Mn(OH)2
開始沉淀的pH 7.5 2.2 5.2 6.4 8.6
沉淀完全的pH 9.0 3.2 6.7 8.0 10.1
根據(jù)上表提供的信息,回答下列問題:
(1)“廢渣1”的主要成分是
 

(2)完成“反應(yīng)器2”中反應(yīng)之一的離子方程式:
 
MnO 4-+
 
Mn2++
 
=
 
MnO2↓+
 
H+
(3)蘸取“反應(yīng)器2”中的溶液點(diǎn)在
 
試紙上,如果觀察到試紙變藍(lán),說明KMnO4過量.
(4)“廢渣2”分離出的MnO2可用于制取MnO,已知:
2MnO2(s)+C(s)=2MnO(s)+CO2(g)△H=-174.6kJ?mol-1
C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+283.0kJ?mol-1
試寫出MnO2(s)與CO(g)反應(yīng)制取MnO(s)的熱化學(xué)方程式:
 

(5)“反應(yīng)器3”中加入鋅粉的作用是
 

(6)“反應(yīng)器4”得到的廢液中,含有的主要離子除了Na+外,還有
 

(7)從“反應(yīng)器4”中經(jīng)過濾等操作得到堿式碳酸鋅.取堿式碳酸鋅3.41g,在400~450℃下加熱至恒重,得到ZnO 2.43g和標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2 0.224L,堿式碳酸鋅的化學(xué)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年天津市薊縣一中高二第三次月考化學(xué)試卷(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題

(8分)I、通過火法冶金煉出的銅是粗銅,含雜質(zhì)金、銀、鐵、鋅等金屬和少量礦物雜質(zhì)(與酸不反應(yīng))。制作電器及其他儀器產(chǎn)品時(shí)必須要求是純銅,為此以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實(shí)現(xiàn)了粗銅的提純。
表:幾種物質(zhì)形成沉淀時(shí)的pH

物質(zhì)
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
開始沉淀時(shí)的pH
7.6
2.7
5.7
4.7
完全沉淀時(shí)的pH
9.7
3.7
8.5
7.3
(1)在精煉銅時(shí),陰極電極反應(yīng)方程式為            ;金、銀以單質(zhì)的形式沉積在電解槽               (填“陽極”或“陰極”)的槽底。
(2)在精煉銅的過程中,Cu2+濃度逐漸降低,c(Fe2+)、c(Zn2+)會逐漸增大,所以需定時(shí)除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下除雜流程:

20090520

 
①試劑a最好選用          (填寫序號),加入試劑a的目的是         。

a、氯水     b、高錳酸鉀溶液      c、硝酸    d、雙氧水
②操作①是            ,根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析,除雜方案中能夠除去的雜質(zhì)金屬陽離子是
          (填化學(xué)式)。
II、重金屬離子對河流海洋等會造成嚴(yán)重的污染。某化工廠產(chǎn)生的廢水(pH=2.0,密度為1g·mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金屬離子,其濃度約為0.01mol·L-1,排放前擬用沉淀法回收這兩種金屬,查找有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
難溶電解質(zhì)
AgI
AgOH
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×10-17
5.6×10-8
6.3×10-50
7.1×10-9
1.2×10-15
3.4×10-28
(1)你認(rèn)為往廢水中投入           (填字母序號)沉淀的效果最好
a、NaOH    b、Na2S    c、KI    d、Ca(OH)2
(2)如果用生石灰處理上述廢水,使溶液的pH=8.0,處理后的廢水中c(Pb2+)=         

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

用粗鋅(含少量Fe等雜質(zhì))與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí),其廢液中含有大量的硫酸鋅。同學(xué)們用該廢液來制取皓礬(ZnSO4·7H2O)。 制備皓礬的實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示:

已知:氫氧化物沉淀的pH范圍見下表。

氫氧化物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Zn(OH)2

開始沉淀pH

2.7

7.6

5.7

完全沉淀pH

3.7

9.6

8.0

請回答下列問題:

  (1)供選擇的試劑a有:氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸等,應(yīng)選用    ,其理由是                 。

  (2) 供選擇的試劑b有: Zn粉、ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3、ZnSO4等,應(yīng)選用     ,其理由是                             。

  (3)晶體l→晶體2,該操作的名稱是        。

  (4)在得到皓礬時(shí),向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是     。

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