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ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料。某课题组设计由含锌工业废料(含...

ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料。某课题组设计由含锌工业废料(含Fe、Cu、Mn等杂质)生产ZnO的工艺流程如下:

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已知:黄钠铁矾在pH为1.5,温度为90时完全沉淀,且易于过滤

2Cu +O2 +2H2SO=  2CuSO4+2H2O

(1)步骤的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+外,还含有的金属离子有                  ,所加试剂X为Na2SO4             的混合液。

(2)步骤可进一步氧化除去铁,还氧化除去了Mn2+,除去Mn2+的离子方程式为             ;步骤所加试剂是            ,整个工艺流程中可以循环使用的物质是         

(3)步骤中检验沉淀是否洗涤干净的操作方法是                

(4)步骤碳化实际得到的是一种碱式碳酸锌[ZnCO3·xZn(OH)2·yH2O],取该样品7.18g,充分灼烧后,测得残留固体质量为4.86g,将所得气体通入足量澄清石灰水中,得到2.00g沉淀,则此碱式碳酸锌的化学式是            

 

(1)Fe3+ Cu2+ H2SO4(2)Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+ Zn Na2SO4(3)取最后一次洗涤的滤液1~2mL于试管,滴入BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀洗涤干净(或其它合理答案)(4)ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O或Zn3(OH)4CO3·2H2O 【解析】 试题分析:根据流程分析,试剂X中含有硫酸,Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁,被氧气氧化为铁离子,铁离子与硫酸钠反应生成黄钠铁矾,过量除去;Cu与硫酸、氧气反应生成硫酸铜,Mn与硫酸反应生成硫酸锰,加入过氧化氢氧化后,调节溶液的pH,使Mn元素转化为MnO(OH)2,剩余铁离子还可转化为氢氧化铁沉淀;再加入过量Zn粉,可与铜离子发生置换反应生成单质Cu,从而除去铜离子,最后加入碳酸钠后得到碳酸锌沉淀,灼烧后得到ZnO。 (1)根据以上分析,步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+以外,还含有的金属离子有Fe3+、Cu2+;所加试剂X为Na2SO4和H2SO4的混合液; (2)锰离子与过氧化氢反应生成MnO(OH)2测定和氢离子,离子方程式Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+;步骤③加入的试剂是Zn单质,与铜离子发生置换反应;硫酸锌溶液中加入碳酸钠后生成碳酸锌和硫酸钠,而流程开始时加入了硫酸钠,所以整个工艺流程中可以循环使用的试剂是Na2SO4; (3)生成的碳酸锌沉淀中可能含有硫酸根离子,所以检验沉淀是否洗涤干净,可取最后一次洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净; (4)根据题意,最终得到的ZnO的物质的量是4.86g÷81g/mol=0.06mol,2.00g沉淀为碳酸钙,所以生成二氧化碳的物质的量是2.00g÷100g/mol=0.02mol,ZnCO3·xZn(OH)2·yH2O(x+1)ZnO+CO2↑+(x+y)H2O,则生成水的物质的量是(7.18g-4.86g-0.02mol×44g/mol)÷18g/mol=0.08mol,所以ZnO、CO2、H2O的物质的量比是0.06:0.02:0.08=3:1:4=(x+1):1:(x+y),解得x=2,y=2,则此碱式碳酸锌的化学式是ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O或Zn3(OH)4CO3·2H2O。 【考点定位】本题主要是考查工艺流程的分析,物质化学式的计算 【名师点晴】无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题为指导思想,能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力,所以这类题成为近年来高考的必考题型。流程题的解题思路为:明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。解决本类题目的基本方法和步骤为:(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。(2)然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤,从以下几个方面了解流程:①反应物是什么;②发生了什么反应;③该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。  
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考点分析:
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实验室有一包暗红色粉末样品可能是MgCO3、Fe2O3和FeO的混合物。经测定后,结论是不存在FeO。

I.某学生想自己设计实验方案,以证明样品中确实没有FeO。除样品外,实验室只提供以下试剂:KMnO4溶液、稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液,请你描述实验操作的步骤、实验现象和结论:                      

.测定混合物中Fe2O3的含量

实验室可用多种方法测定上述样品中Fe2O3的质量分数,某同学称取a g样品用下图所示装置测定Fe2O3的质量分数。

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请回答下列问题:

(1)装置B中盛放样品的仪器名称是            ,A中的试剂是           

(2)装置B中反应的离子方程式为                  

(3)实验过程中需要持续通入空气,其作用除可以起到“搅拌”B中反应物以实现充分反应外,还有一个重要作用是                  

(4)若后续实验测得C中沉淀的质量为b g,则Fe2O3的质量分数         。测C中沉淀的操作是                 、干燥、称量。

5)有同学认为将装置C与D交换,测出装置D在吸收反应产生的气体前后的质量差,同样可以测得Fe2O3的质量分数。请你对此方案作出评价:                

 

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燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题

(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol﹣1

②CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g)△H=﹣283kJ•mol﹣1

则汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应成无污染的气体的热化学方程式是:

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g))△H=          

(2)在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图1所示。已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率,若催化剂的表面积S1>S2,在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

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(3)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图2所示:

①有害气体NO的转化率为       ,0~15min NO的平均速率v(CO2)=     

②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是        (选填序号)

a.缩小容器体积   b.增加CO的量   c.降低温度   d.扩大容器体积

③列式计算化学平衡常数的值                     

④若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将_________移动(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)。

(4)汽车尾气中的SO2的含量可通过传感器检测,传感器工作原理如右图所示。a是电源______ __极,阴极中的电极反应是         ,当电路中有5×10-5 mol电子通过时,进入传感器的SO2        mL(标准状况下)。

 

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有机物PAS-Na是一种治疗肺结核药物的有效成分,有机物G是一种食用香料,以甲苯为原料合成这两种物质的路线如下:

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回答下列问题:

(1)满分5 manfen5.com生成A的反应类型是           

(2)肉桂酸中含氧官能团的名称是               ;试剂a的结构简式为             

(3)写出由A生成B的化学方程式:                  

(4)质谱图显示试剂b的相对分子质量为58,分子中不含甲基,且为链状结构,写出肉桂酸与试剂b 生成G的化学方程式:          

(5)当试剂d过量时,可以选用的试剂d是       (填字母序号)。

a.NaHCO3              b.NaOH               c.Na2CO3

(6)与肉桂酸官能团相同的同分异体有          种,其中核磁共振氢谱有5个吸收峰的同分异构体的结构简式为                       

 

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常温下,向100 mL 0.l mol.L-lHCl的溶液中逐滴加入0. 2 mol.L-lMOH溶液的过程中,其pH变化如图所示(溶液体积变化忽略不计)下列说法中正确的是(    )

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A.MOH为一元强碱

B.N点水的电离程度小于K点水的电离程度

C.在K点,c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)

D.K点对应的溶液中,有c( MOH) +c( M+)=0.2 mol.L-1

 

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现有E、F、G、M、N五种可溶的强电解质,它们在水中电离产生下列离子(各种离子不重复)。

阳离子

H+Na+Al3+Ag+Ba2+

阴离子

OH-、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-

已知

E、F两溶液呈碱性;G、M、N 溶液呈酸性。

向N溶液中逐滴滴加F溶液至过量,沉淀量先增加后减少但不消失。

M溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀

下列说法正确的是

A.N溶液与过量的F溶液反应的离子方程式: Ba2+ + SO42- = BaSO4

B.E溶液与N溶液混合发生反应:2Al3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Al(OH)3↓+ 3CO2

C.M溶液与F溶液混合产生的沉淀不能溶解于过量氨水中

D.将G溶液逐滴加入等体积、等物质的量的浓度的E溶液中,反应的离子方程式为2H+ + CO32- = CO2↑+ H2O

 

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