精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。
I.ZnSO4溶液的制备与提纯:
有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2
 
(1)滤渣1的化学式为        ;②中使用的氧化剂最好是下列的     (填序号)。

A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.浓HNO3
(2)滤渣2中主要成分的化学式为                   ;为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤       (选填①、②、③、⑤)。
(3)步骤④发生的离子反应方程式为                                      
II.BaS溶液的制备

有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) △H1 = -1473.2 kJ?mol-1
C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g)         △H2 = -110.5 kJ?mol-1
Ba(s)+ S(s)=BaS(s)           △H3 = -460 kJ?mol-1
(4)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:
                                                          
Ⅲ.制取锌钡白
(5)如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量,产生的后果是                           

(共16分)
(1)(4分)SiO2(2分)   B(2分)
(2)(3分)Fe(OH)3、Cu(OH)2(2分)     ①(1分)
(3)(4分)OH+CO2= HCO3(2分)、ZnO22+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3(2分)
(4)(3分)BaSO4(s) + 4C(s) =" BaS(s)" + 4CO(g) △H =" +571.2" kJ?mol1
(5)(2分)过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S气体污染空气(1分),而且锌钡白的产率会降低(1分)

解析试题分析:(1)ZnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都能溶于足量5mol/LH2SO4溶液,符合复分解反应发生的条件,生成ZnSO4、FeSO4、CuSO4、CO2气体、H2O,而SiO2则不溶于硫酸,则步骤①酸浸之后所得滤渣1的化学式为SiO2,滤液1的主要成分是ZnSO4、FeSO4、CuSO4、H2O;步骤②中用Cl2能氧化Fe2+,但会引入新的杂质(Clˉ、Cl2),且过量的氯气有毒,故A错误;H2O2能氧化Fe2+,还原产物是H2O,不会引入新杂质,且过量H2O2受热易分解为水和氧气,故B正确;KMnO4能氧化Fe2+,但是会引入新的杂质(K+、Mn2+、KMnO4),故C错误;浓HNO3能氧化Fe2+,还原产物是有毒的NO2,且能引入新的杂质(NO3ˉ、HNO3),故D错误;(2)步骤②氧化后所得溶液的主要成分是ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4,都能与过量NaOH溶液反应,根据题意可知滤液2的主要成分是Na2ZnO2、NaOH,滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2;步骤④中的CO2气体来自步骤①酸浸反应放出的气体,可以节能减排;(3)偏铝酸钠溶液通入过量CO2气体可以制氢氧化铝沉淀,由此推断步骤④发生的反应为Na2ZnO2、NaOH溶液分别与CO2气体的反应,NaOH+CO2=NaHCO3,Na2ZnO2+2H2O+2CO2=Zn(OH)2↓+2NaHCO3,则滤渣3为Zn(OH)2,滤液3的主要成分为NaHCO3;(4)根据盖斯定律,由②×4+③-①可以约去Ba(s)、S(s)、2O2(g),得到的热化学方程式为:BaSO4(s) + 4C(s) =" BaS(s)" + 4CO(g) △H =" +571.2" kJ?mol1;(5)若步骤⑤为Zn(OH)2与过量硫酸的中和反应,所得溶液的主要成分为ZnSO4、H2SO4,ZnSO4、H2SO4溶液与BaS(s)混合时不仅可以制取锌钡白,而且过量的H2SO4与易与BaS(s)发生复分解反应,生成有毒的H2S气体,既导致空气污染,又减少锌钡白的产量。
考点:考查物质制备型工艺流程题,涉及关键环节所得成分分析、除杂试剂的选择、推断循环利用的物质、离子方程式的书写、热化学方程式的书写、实验方案的评价等热点。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

Inorganic Syntheses一书中,有一如下图所示的装置,用以制备某种干燥的纯净气体。该装置中所装的药品正确的是(  )

A.A中装浓硫酸,B中装浓盐酸
B.A中装浓盐酸,B中装浓硫酸
C.A中装氢氧化钠浓溶液,B中装浓氨水
D.A中装浓氨水,B中装氢氧化钠浓溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是

A.NO和O2B.HCl和NH3C.H2和CO D.SO2和CO2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

小刚同学利用下图所示装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。请按要求填空:
(1)若用二氧化锰和浓盐酸制取纯净干燥的氯气,则要用到上述仪器及顺序为:A→                                     
(2)利用B装置可制取的气体有                (填2种)。
(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装足量浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),可制得NO2并进行有关实验。B中发生反应的化学方程式为                                              。欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹     ,再打开止水夹     ,使烧杯中的水进入试管丁的操作是                                  

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

水钴矿中除SiO2外,还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO。从中提取钴的主要工艺流程如下:

(1)在一定浓度的H2SO4溶液中,钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率,最佳的浸出时间为       小时,最佳的浸出温度为     ℃。

(2)请配平下列除铁的化学方程式:
Fe2(SO4)3+   H2O+   Na2CO3=   Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+   Na2SO4+   CO2
(3)“除钙、镁”的原理反应为:MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4 ;CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4
已知Ksp(CaF2)=1.11×10-10,Ksp(MgF2)=7.40×10-11,加入过量NaF溶液反应完全后过滤,则滤液中       
(4)“沉淀”中含杂质离子主要有SO42、F         ;“操作X”包括             
(5)某锂离子电池正极是LiCoO2,含Li+导电固体为电解质。充电时,Li还原为Li,并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C6)中(如图所示)。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6,写出该电池放电时的正极反应式                          

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

今有下列气体:H2、Cl2、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用如图所示的装置进行实验,填空下列空白:

(1)烧瓶干燥时,从A口进气可收集的气体是________,从B口进气可收集的气体是______________。
(2)烧瓶中充满水时,可用来测量___________等气体的体积。
(3)当烧瓶中装入洗液,用于洗气时,气体应从________口进入烧瓶。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:问答题

(14分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过如下反应制取:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2
     
图1                                图2
(1)用图1所示装置制取Na2S2O3,其中NaOH溶液的作用是_____________________。
如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有          
(填化学式)杂质生成。
(2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,
该反应的化学方程式为:2Na2S2O3+I2 = 2NaI+Na2S4O6
①利用KIO3、KI和HCl作原料可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式                             
②准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加______作指示剂,用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外,还有         
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。
提纯步骤依次为:
①将已称量好的工业级Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水;
②按图2所示装配所需仪器,向冷凝管中通入冷却水,水浴加热;
③待                       时,停止加热,将烧瓶取下;
④ __________________________;
⑤ __________________________;
⑥将所得固体洗涤、干燥,即可得到Na2S·9H2O晶体。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶于水的CaCl2·6C2H5OH。有关的有机试剂的沸点如下:CH3COOC2H5为77.1℃;C2H5OH为78.3℃;C2H5OC2H5(乙醚)为34.5℃;CH3COOH为118℃。实验室合成乙酸乙酯粗产品的步骤如下:在蒸馏烧瓶内将过量的乙醇与少量浓硫酸混合,然后经分液漏斗边滴加醋酸,边加热蒸馏。由上面的实验可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗产品。
(1)反应中加入的乙醇是过量的,其目的是                                    
(2)边滴加醋酸,边加热蒸馏的目的是                      
将粗产品再经下列步骤精制:
(3)为除去其中的醋酸,可向产品中加入         (填字母)。
A.无水乙醇        B.碳酸钠粉末        C.无水醋酸钠
(4)再向其中加入饱和氯化钙溶液,振荡,分离,其目的是                   
(5)然后再向其中加入无水硫酸铜,振荡,其目的是                  。最后,将经过上述处理后的液体加入另一干燥的蒸馏瓶内,再蒸馏,弃去低沸点馏分,收集沸点在76℃~78℃之间的馏分即得纯净的乙酸乙酯。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(12分)天然水是人类饮用水的主要来源。从天然水获得可以饮用的水一般须经过沉降悬浮物、杀菌消毒等步骤。
(1)沉降悬浮物要在水中加入絮凝剂,如将铝盐加入水中能达到净水目的,
原因是              (用离子方程式表示)。
(2)氯气可用于自来水杀菌消毒剂,结合离子方程式和文字理由            
(3)新型水处理剂高铁酸钾 (K2FeO4)具有强的氧化作用和絮凝作用。工业上可通过以下流程制备高铁酸钾:

查阅资料:高铁酸盐在中性或酸性溶液中会逐渐分解,在碱性溶液中稳定。
完成“氧化”过程中的离子方程式
□Fe3+ + □ClO- +□      ="□" FeO42- + □Cl- + □   
“转化”过程中实现由Na2FeO4制得K2FeO4,是利用二者        性的不同。
③结合资料完成粗K2FeO4晶体的提纯:将粗产品用       溶解,然后再加入饱和KOH溶液、冷却结晶、过滤。
④高铁酸钾的应用还在不断扩展中。如可制成高铁电池, 电池反应为:
3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O   3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 
放电时,正极反应为:            

查看答案和解析>>

同步练习册答案