Question

19．氧化锌（M=81.0g•mol^-1），又称锌白、锌氧粉．纳米氧化锌是一种新型高功能精细无机粉料，可用于制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、高效催化剂，广泛用于涂料、医药、玻璃等工业行业．利用ZnCl₂（M=136.0g•mol^-1）和H₂C₂O₄固体制备工艺流程如下：

其反应原理如下：ZnCl₂+H₂C₂O₄+2H₂O═ZnC₂O₄•2H₂O↓+2HCl
2ZnC₂O₄•2H₂O+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ZnO+4CO₂↑+4H₂O
已知：①ZnC₂O₄+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+CO↑+CO₂↑
②Ag₂C₂O₄、ZnC₂O₄难溶于水，易溶于强酸．
根据以上内容回答下列问题：
（1）反应时H₂C₂O₄过量的原因氯化锌充分转化成ZnC₂O₄•2H₂O沉淀．
用6.000gH₂C₂O₄固体配制约2.5mol•L^-1H₂C₂O₄溶液需要用到的仪器ABCD．
A．烧杯 B．容量瓶 C．托盘天平 D．胶头滴管
（2）a操作名称为过滤．在反应后，操作a前，往往加入乙醇，乙醇的作用为减小ZnC₂O₄•2H₂O的溶解度，便于ZnC₂O₄•2H₂O充分析出．
（3）洗涤时如何检验是否已洗涤干净？取最后一次洗涤滤液，滴加硝酸酸化的硝酸银，看是否有沉淀出现，若有沉淀，则洗涤未干净，若无则干净．
（4）灼烧需要在氧气气氛中于350℃～450℃下灼烧0.5～2h，得到白色纳米氧化锌粉，试分析灼烧在氧气气氛中进行的原因将草酸根充分氧化成二氧化碳．如何说明灼烧时已完全分解？将加热后固体冷却称重，再加热、冷却再称重，直到两次质量相差小于0.1g即可说明已完全分解．
（5）称量产品质量为3.240g，则该纳米氧化锌的产率为80%．

Answer 1

分析 （1）根据反应原理可知，H₂C₂O₄过量可以使氯化锌充分转化成ZnC₂O₄•2H₂O沉淀，根据配制一定物质的量浓度溶液的操作可知，需要用到烧杯、容量瓶、托盘天平、胶头滴管等，据此答题；
（2）a操作是将ZnC₂O₄•2H₂O沉淀从混合溶液中分离出来，可以用过滤操作，过滤前加入乙醇，可以减小ZnC₂O₄•2H₂O的溶解度，便于ZnC₂O₄•2H₂O充分析出；
（3）ZnC₂O₄•2H₂O沉淀表面可能有可溶性杂质含有氯离子，可以通过检验氯离子判断是否已洗涤干净；
（4）灼烧在氧气气氛中进行可以将草酸根充分氧化成二氧化碳，得到较纯的氧化锌，可以通过恒重法判断灼烧时已完全分解；
（5）根据锌元素守恒可计算出氧化锌的理论质量，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算；

解答 解：（1）根据反应原理可知，H₂C₂O₄过量可以使氯化锌充分转化成ZnC₂O₄•2H₂O沉淀，根据配制一定物质的量浓度溶液的操作可知，需要用到烧杯、容量瓶、托盘天平、胶头滴管等，故选ABCD，
故答案为：氯化锌充分转化成ZnC₂O₄•2H₂O沉淀；ABCD；
（2）a操作是将ZnC₂O₄•2H₂O沉淀从混合溶液中分离出来，可以用过滤操作，过滤前加入乙醇，可以减小ZnC₂O₄•2H₂O的溶解度，便于ZnC₂O₄•2H₂O充分析出，
故答案为：过滤；减小ZnC₂O₄•2H₂O的溶解度，便于ZnC₂O₄•2H₂O充分析出；
（3）ZnC₂O₄•2H₂O沉淀表面可能有可溶性杂质含有氯离子，可以通过检验氯离子判断是否已洗涤干净，具体操作为取最后一次洗涤滤液，滴加硝酸酸化的硝酸银，看是否有沉淀出现，若有沉淀，则洗涤未干净，若无则干净，
故答案为：取最后一次洗涤滤液，滴加硝酸酸化的硝酸银，看是否有沉淀出现，若有沉淀，则洗涤未干净，若无则干净；
（4）灼烧在氧气气氛中进行可以将草酸根充分氧化成二氧化碳，得到较纯的氧化锌，说明灼烧时已完全分解的方法是将加热后固体冷却称重，再加热、冷却再称重，直到两次质量相差小于0.1g即可说明已完全分解，
故答案为：将草酸根充分氧化成二氧化碳；将加热后固体冷却称重，再加热、冷却再称重，直到两次质量相差小于0.1g即可说明已完全分解；
（5）6.800gZnCl₂中，锌元素的物质的量为$\frac{6.800g}{136g/mol}$=0.05mol，根据据锌元素守恒可知氧化锌的理论质量为0.05mol×81g/mol=4.05g，所以氧化锌的产率=$\frac{3.240g}{4.05g}$×100%=80%，
故答案为：80%；

点评 本题考查学生对纳米氧化锌工艺的反应条件的理解、阅读获取信息能力，是对所学知识的综合运用与能力的考查，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力，题目难度中等．