3．鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬．某工廠用下圖工藝冶煉鋅，其中鋅焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4及少量FeO、CuO等氧化物．

金屬陽(yáng)離子在常溫下以氫氧化物的形式沉淀時(shí)溶液的pH見表：
陽(yáng)離子Fe3+Fe2+Zn2+Cu2+
開始沉淀時(shí)的pH2.76.65.24.4
沉淀完全時(shí)的pH3.78.98.15.7
回答下列問題：
（1）為了加快鋅礦石培燒的速率，可采取的措施有將鋅礦石粉碎成細(xì)顆粒（回答一點(diǎn)即可）．
（2）試劑A是-種由兩種元素組成的液態(tài)“綠色”氧化劑，則加入試劑A后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2 Fe3++2H2O；試劑B最好選用ZnO或ZnCO3或Zn（OH）2，pH的調(diào)控范圍為3.7≤pH＜4.4．
（3）試劑C是Zn；電解產(chǎn)物中有一種物質(zhì)可循環(huán)使用，該物質(zhì)是H2SO4．
（4）酸浸時(shí)，ZnFe2O4會(huì)生成兩種鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O．
（5）沉積物中除生成的沉淀外還含有溶液中的懸浮雜質(zhì)，溶液中的懸浮雜質(zhì)被共同沉淀的原因可能是Fe（OH）3膠體（沉淀）具有吸附性．
（6）若0.1t鋅焙砂通過上述流程處理后最終得到了21.4kg沉淀物，則鋅焙砂中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大為11.2%．

分析 由實(shí)驗(yàn)流程可知，鋅礦石在空氣中焙燒，含塵煙氣含SO2，凈化后可制備硫酸，將鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，還含少量FeO、CuO等氧化物）酸浸，發(fā)生反應(yīng)ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、ZnFe2O4+8H+=Zn2++2Fe3++4H2O，向溶液中加入試劑A為雙氧水，發(fā)生反應(yīng)2Fe2++2H++H2O2=2 Fe3++2H2O，調(diào)節(jié)溶液的pH將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則試劑B為ZnO或ZnCO3或Zn（OH）2，然后向溶液中加入試劑C為Zn，可以置換出銅，然后過濾，最后電解得到Zn，以此解答該題．

解答 解：（1）為了加快鋅礦石培燒的速率，可采取的措施有將鋅礦石粉碎成細(xì)顆粒、升高溫度、增大空氣流速等，
故答案為：將鋅礦石粉碎成細(xì)顆粒；
（2）試劑A是-種由兩種元素組成的液態(tài)“綠色”氧化劑，則加入試劑A后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2 Fe3++2H2O；試劑B最好選用ZnO或ZnCO3或Zn（OH）2，由表格數(shù)據(jù)可知，pH的調(diào)控范圍為3.7≤pH＜4.4，
故答案為：2Fe2++2H++H2O2=2 Fe3++2H2O；ZnO或ZnCO3或Zn（OH）2；3.7≤pH＜4.4；
（3）由上述分析可知，加入Zn，可以置換出銅，反應(yīng)的離子方程式為Cu2++Zn=Cu+Zn2+，試劑C是Zn；陽(yáng)極上氫氧根離子失去電子，陰極上鋅離子得到電子，電解硫酸鋅溶液時(shí)電解產(chǎn)物中有一種物質(zhì)可循環(huán)使用，該物質(zhì)是H2SO4，
故答案為：Zn；H2SO4；
（4）酸浸時(shí)，ZnFe2O4會(huì)生成兩種鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O，故答案為：ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O；
（5）由于生成的Fe（OH）3膠體（沉淀）具有吸附性，則生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質(zhì)，
故答案為：Fe（OH）3膠體（沉淀）具有吸附性；
（6）若0.1t鋅焙砂通過上述流程處理后最終得到了21.4kg沉淀物為Fe（OH）3，由原子守恒可知n（Fe）=$\frac{21.4×1000g}{107g/mol}$=200mol，若均完全轉(zhuǎn)化，則鋅焙砂中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大為$\frac{200mol×56g/mol}{0.1×1{0}^{6}g}$×100%=11.2%，
故答案為：11.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的制備以及混合物分離提純，為高考常見題型，題目借助制取金屬鋅的流程考查了離子方程式、化學(xué)方程式的書寫等知識(shí)，注意合理分析題中信息，題目難度中等．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

13．鈷（Co）及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用．為從某工業(yè)廢料中回收鈷，某學(xué)生設(shè)計(jì)流程如圖（廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì)）．

已知：①物質(zhì)溶解性：LiF難溶于水，Li2CO3微溶于水；
②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見表：
Fe3+Co2+Co3+Al3+
pH（開始沉淀）1.97.15-0.233.4
pH（完全沉淀）3.29.151.094.7
請(qǐng)回答：
（1）步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
（2）寫出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O．
有同學(xué)認(rèn)為Ⅱ中將鹽酸換成硫酸和H2O2溶液更好，請(qǐng)結(jié)合離子方程式說明理由Co2O3+4H++H2O2=2Co2++3H2O+O2↑
（3）步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，應(yīng)使溶液的pH不超過7.15．廢渣中的成分有LiF、Fe（OH）3．
（4）在空氣中加熱CoC2O4固體，經(jīng)測(cè)定，210～290℃的過程中只產(chǎn)生CO2和一種二元化合物，該化合物中鈷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73.44%．此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3CoC2O4+2O2$\frac{\underline{\;210-290℃\;}}{\;}$Co3O4+6CO2．
（5）某鋰離子電池的總反應(yīng)為C6+LiCoO2 $?_{放電}^{充電}$ LixC6+Li1-xCoO2，LixC6中Li的化合價(jià)為0價(jià)，該鋰離子電池充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

14．孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，以及少量Fe、Si的化合物．可以用孔雀石為原料制備膽礬（CuSO4•5H2O），步驟如圖：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）試劑①是一種常見的酸，寫出其化學(xué)式H2SO4．過濾所需要的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒．
（2）實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)Fe3+的常用方法是取樣，向其中滴加KSCN溶液，溶液變血紅色，則含有Fe3+．
（3）溶液A中的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+，上述流程中需要用試劑②將溶液A中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，從而形成溶液B，則試劑②能否用氯水不能，如加氯水會(huì)引入雜質(zhì)Cl-（填“能”或“不能”，若“不能”，請(qǐng)解釋原因）．
（4）由溶液C獲得膽礬，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作．
（5）取25.00mL溶液A，用1.000×10-2mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．反應(yīng)離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O，若消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則溶液A中Fe2+的濃度為0.040mol/L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．草酸亞鐵晶體（FeC2O4•2H2O，相對(duì)分子質(zhì)量180g）是一種淺黃色晶體，難溶于水，受熱分解（文獻(xiàn)顯示其及應(yīng)方程式為FeC2O4•2H2O═FeO+CO↑+CO2↑+2H2O）．
某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如圖裝置，探究草酸亞鐵晶體的分解反應(yīng)

（1）該裝置存在的明顯缺陷沒有處理尾氣中的CO氣體，會(huì)造成大氣污染．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：①檢查裝置的氣密性；②打開活塞K1，通入一段時(shí)間的N2，再關(guān)閉活塞K1；③先點(diǎn)燃E處的酒精燈，再點(diǎn)燃A處的酒精燈．
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，證明分解生成CO2的現(xiàn)象是C中澄清石灰水變渾濁；而E處黑粉末變紅，證明草酸亞鐵分解產(chǎn)中CO，若只通過F中的現(xiàn)象證明產(chǎn)生CO，則需要在C和D之間增加盛有NaOH溶液的洗氣瓶．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有同字打開K1，又通入一段時(shí)間的N2，使裝置A中分解產(chǎn)生的氣體全部通入后面的裝置中，并將裝置C、F中的沉徒過濾、洗滌、干燥、稱量，測(cè)得C中沉淀質(zhì)量大約是F中的3倍，重新實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變．小組以成員經(jīng)過討論排除澄清石灰水不足造成的影響，提出三個(gè)假設(shè)：
a．CO在裝置E中沒有完全氧化．
b．使用的草酸亞鐵試劑變質(zhì)，有部分CO被分解過程中產(chǎn)生的Fe2O3氧化為CO2
c．草酸亞鐵分解時(shí)，有部分CO被FeO氧化為CO2
小組成員于是設(shè)計(jì)如下方案驗(yàn)證：
①驗(yàn)證假設(shè)a：在E之后再增加一個(gè)相同裝罝E，并增加E中CuO的量，重新實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)只有微小變化，但不足以影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明假設(shè)a不成立．
②驗(yàn)證假設(shè)b：取少量草酸亞鐵晶體溶于鹽酸，再加入適量的KSCN 或NH4SCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，證明草酸亞鐵晶體沒有變質(zhì)，說明假設(shè)b不成立
③驗(yàn)證假設(shè)c：取實(shí)驗(yàn)后A中固體溶于鹽酸，產(chǎn)生氣體，證明假設(shè)c成立．
④實(shí)驗(yàn)時(shí)同時(shí)測(cè)出下列有關(guān)數(shù)據(jù)：FeC2O4•2H2O的質(zhì)量為10.80g，A中剩余固體的質(zhì)量
為3.84g，測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置A中n（FeO）=0.03．
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，寫出裝置A中發(fā)生的總反應(yīng)方程式FeC2O4•2H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O．由于實(shí)驗(yàn)的分解方程式與文獻(xiàn)不同，實(shí)驗(yàn)小組再次經(jīng)過討論，利用原有實(shí)驗(yàn)裝置圖，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟略作改動(dòng)，再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出與文獻(xiàn)一致的反應(yīng)方程式，請(qǐng)你寫出改動(dòng)部分的實(shí)驗(yàn)步驟打開活塞K1，通入一段時(shí)間的N2，不關(guān)閉活塞K1．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

18．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)欲探究SO2的性質(zhì)，并測(cè)定空氣中SO2的含量．他們?cè)O(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1），請(qǐng)你參與探究，并回答問題：

（1）圖1裝置E中的氨水可吸收多余的SO2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O．
（2）圖1裝置B用于檢驗(yàn)SO2的漂白性，其中所盛試劑為品紅溶液，裝置D用于檢驗(yàn)SO2的氧化性性質(zhì)；
（3）圖1裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是溴水的橙色褪去；
（4）如果用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫，裝置如圖2所示．其中a導(dǎo)管的作用是平衡分液漏斗和蒸餾燒瓶間的壓強(qiáng)，使液體順利流下，所用硫酸為70%濃硫酸，不用稀硫酸原因是二氧化硫在水中的溶解度比較大，濃硫酸具有吸水性，能促使二氧化硫的生成．
（5）他們擬用圖3的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定空氣中SO2含量（假設(shè)空氣中無(wú)其他還原性氣體）．
方案Ⅰ：
①洗氣瓶C中溶液藍(lán)色消失后，若沒有及時(shí)關(guān)閉活塞A，則測(cè)得的SO2含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）．
方案Ⅱ：空氣$→_{①}^{過量H_{2}O_{2}溶液}$溶液$→_{②}^{過量Ba（OH_{02}溶液}$$→_{干燥、稱量③}^{過濾、洗滌}$固體mg
②實(shí)驗(yàn)中若通過的空氣的體積為33.6L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），最終所得固體質(zhì)量為0.233g，通過計(jì)算確定該空氣中二氧化硫的含量是0.067%（保留兩位有效數(shù)字），是否合格不合格（填“合格”或“不合格”）．（空氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)小于0.05%表示合格）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

8．牙膏是由粉狀摩擦劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑、粘合劑、香料、甜味劑及其它特殊成分構(gòu)成的．經(jīng)查文獻(xiàn)獲悉，某品牌牙膏中摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成，牙膏中其它成分不與酸、堿反應(yīng)．
I．測(cè)定牙膏中摩擦劑碳酸鈣的含量：利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，通過測(cè)定C中生成沉淀的質(zhì)量來確定樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．圖中夾持儀器略去．

依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：
（1）以下檢查整套裝置氣密性的操作正確的是a（填字母代號(hào)）．
a．組裝好儀器后，關(guān)閉K1和K3、打開K2，分液漏斗中裝水．打開分液漏斗的兩個(gè)活塞，若漏斗中水下滴一會(huì)后停止，且液面不再降低，則整套裝置不漏氣．
b．裝好藥品后，關(guān)閉K1和K3、打開K2．打開分液漏斗的兩個(gè)活塞，若漏斗中鹽酸下滴一會(huì)后停止，且液面不再降低，則整套裝置不漏氣．
c．短時(shí)間輕微加熱B，若A中溶液進(jìn)入長(zhǎng)導(dǎo)管，C中長(zhǎng)導(dǎo)管冒氣泡，則整套裝置不漏氣．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中需持續(xù)緩慢通入空氣，其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外，還有把生成的CO2氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收．
（3）鹽酸有一定程度的揮發(fā)性，為什么實(shí)驗(yàn)時(shí)不在B、C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置？碳酸氫鈉雖能吸收鹽酸，但也產(chǎn)生CO2，HCl即使進(jìn)入裝置C中，由于Ba（OH）2是足量的，就會(huì)被Ba（OH）2中和，不會(huì)溶解BaCO3．
（4）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取20.00g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得BaCO3平均質(zhì)量為7.88g．則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%．
II．為確定該牙膏摩擦劑中氫氧化鋁的存在，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
取適量牙膏樣品于試管中，加入足量的NaOH溶液，過濾，向?yàn)V液中滴加鹽酸．濾液中先出現(xiàn)白色沉淀，隨后沉淀溶解，說明該牙膏摩擦劑中含氫氧化鋁．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．草酸晶體的組成可用H2C2O4•xH2O表示，為了測(cè)定x值，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
稱取Wg草酸晶體，配成100.00mL水溶液
（1）稱25.00mL所配制的草酸溶液置于錐形瓶?jī)?nèi)，加入適量稀H2SO4后，用濃度為amol•L-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色為止，所發(fā)生的反應(yīng)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O試回答：（1）實(shí)驗(yàn)中不需要的儀器有（填序號(hào)）cf，還缺少的儀器有（填名稱）鐵架臺(tái)（帶滴定管夾）．
a．托盤天平（帶砝碼，鑷子）b．滴定管   c.100mL量筒    d.100mL容量瓶   e．燒杯
f．漏斗     g．錐形瓶     h．玻璃棒    i．藥匙      j．燒瓶
（2）實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)液KMnO4溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中，因?yàn)镵MnO4溶液有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管中的橡皮管．
（3）若在接近滴定終點(diǎn)時(shí)，用少量蒸餾水將錐形瓶?jī)?nèi)壁沖洗一下，再繼續(xù)滴定至終點(diǎn)，則所測(cè)得的x值會(huì)無(wú)影響（偏大、偏小、無(wú)影響）
（4）實(shí)驗(yàn)中用左手控制滴定管活塞（填儀器及部位），眼睛注視錐形瓶中溶液的顏色變化，直至滴定終點(diǎn)．判斷到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴溶液，錐形瓶中溶液的顏色由無(wú)色變淺紅且保持30秒內(nèi)不褪色．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

2．藥物E具有抗癌抑菌功效，其合成路線如圖．

己知：NaBH4是一種很強(qiáng)的還原劑，可以將-C≡N還原為-CH2NH2
（1）化合物A的含氧官能團(tuán)名稱為醛基、醚鍵．
（2）反應(yīng)①實(shí)際經(jīng)歷了兩步反應(yīng)，這兩步的反應(yīng)類型依次為加成反應(yīng)、取代反應(yīng)．設(shè)計(jì)反應(yīng)①的目的是保護(hù)醛基．
（3）關(guān)于化合物D的說法錯(cuò)誤的是ad（填序號(hào)）．
a．1molD最多可與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)  b．可以與鹽酸發(fā)生反應(yīng)
c．可以使高錳酸鉀酸性溶液褪色    d．是一種芳香烴
（4）反應(yīng)物     的名稱為乙二醇；寫出其與對(duì)苯二甲酸反應(yīng)生成高聚物的化學(xué)方程式；
（5）以CH3CHO和CH3NH2為原料設(shè)計(jì)合成丙氨酸（CH3CH（NH2）COOH）的路線．
己知：RCH=NR′$\stackrel{HCN}{→}$$\stackrel{H+}{→}$
提示：①合成過程中無(wú)機(jī)試劑任選．
②合成路線表示方法示例為：CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH、H_{2}O}$CH3CH2OH→…

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

9．能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景．工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)原理為：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H．
表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）：
溫度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H＜0�。ㄌ睢埃尽�、“=”或“＜”）．
（2）300℃時(shí)，將2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容積為1L的密閉容器中，此時(shí)反應(yīng)將A（填序號(hào)）：
A．正向移動(dòng) B．逆向移動(dòng)  C．處于平衡狀態(tài)  D．無(wú)法判斷
（3）下列能說明上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是C
A．恒溫恒容下，混合氣體的密度不在變化
B．達(dá)平衡時(shí)，v（CO）：v（H2）：v（CH3OH）=1：2：1
C．達(dá)平衡時(shí)，CH3OH濃度不再變化
D．單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)nmolCO同時(shí)生成2nmolH2．

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