Question

某化学兴趣小组利用某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO实验流程如下：

请回答下列问题:

（1）加入铁粉后发生反应的离子方程式为_________。

（2）甲、乙两同学选用下列仪器，采用不同的方法来制取氨气。

 

①甲同学使用的药品是熟石灰与氯化铵，則应选用装置_________（填写装置代号），生成氨气的化学程式为_________。

②乙同学选用了装置B，则使用的两种药品的名称为_________。

（3）H₂O₂的作用是_________。

（4）除铁过程中得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到—种高效的多功能水处理剂(K₂FeO₄)，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。

（5）已知溶液a中含有CO₃^2-、SO₄^2-两种酸根阴离子，若只允许取用一次样品，检验这种离子存在的实验操作过程为_________。

Answer

Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑；Fe+Cu2+ = Fe2+ + Cu A 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 浓氨水、碱石灰或生石灰或氢氧化钠固体 将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+ 3:2 取少量溶液a于试管中，滴加稍过量稀盐酸，有无色气泡产生，说明有CO32-，继续滴加氯化钡溶液或氢氧化钡溶液，产生白色沉淀，说明含有SO42- （第一步滴加酸必须过量）

【解析】试题分析：（1）酸浸后所得溶液是硫酸铜、硫酸锌和过量的硫酸。铁是活泼的金属，金属性强于铜的，弱于锌的，所以加入铁粉后，铁与硫酸、硫酸铜反应。

（2）①熟石灰与氯化铵都是固体药品，不需要分液漏斗，则应选用装置是A；②根据B装置的特点可知，该装置适用于固体与液体或液体与液体之间不需要加热制备气体，因此如果用该装置制备氨气，则分液漏斗中盛放的试剂是浓氨气，烧瓶中盛放的是碱石灰或生石灰或氢氧化钠固体。

（3）过滤后溶液中含有亚铁离子，要转化为氢氧化铁沉淀，需要将亚铁离子氧化生成铁离子，所以加入双氧水的作用是将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋。

（4）根据电子得失守恒，计算氧化剂与还原剂的物质的量之比。

（5）由于CO32－、SO42－两种酸根阴离子都能和Ba2＋结合生成碳酸钡和硫酸钡白色沉淀，而碳酸钡能溶解在酸中，据此可以检验两种离子。

解析：（1）酸浸后所得溶液是硫酸铜、硫酸锌和过量的硫酸。铁是活泼的金属，金属性强于铜的，弱于锌的，所以加入铁粉后反应的离子方程式为Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu。

（2）①熟石灰与氯化铵都是固体药品，不需要分液漏斗，则应选用装置是A，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3＋2H2O。

②根据B装置的特点可知，该装置适用于固体与液体或液体与液体之间不需要加热制备气体，因此如果用该装置制备氨气，则分液漏斗中盛放的试剂是浓氨气，烧瓶中盛放的是碱石灰或生石灰或氢氧化钠固体。

（3）过滤后溶液中含有亚铁离子，要转化为氢氧化铁沉淀，需要将亚铁离子氧化生成铁离子，所以加入双氧水的作用是将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋。

（4）氢氧化铁被次氯酸钠氧化生成高铁酸钾，其中铁元素的化合价从＋3价升高到＋6价，失去3个电子。次氯酸钠中氯元素的化合价从＋1价降低到－1价，得到2个电子。根据电子得失守恒，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是3:2。

（5）由于CO32－、SO42－两种酸根阴离子都能和Ba2＋结合生成碳酸钡和硫酸钡白色沉淀，而碳酸钡能溶解在酸中，据此可以检验两种离子。因为只允许取用一次样品，所以正确的操作方法是取少量溶液a于试管中，滴加BaCl2或Ba(NO3)2溶液，过滤，向所得沉淀中，滴加过量的盐酸或硝酸，沉淀部分溶解，说明有CO32－、SO42－。

点睛：本题考查工艺流程题的判断、氨气制备和检验、氧化还原反应的判断和应用以及离子的检验等。根据电子得失守恒，即氧化剂得电子数等于还原剂失电子数，判断氧化剂与还原剂的物质的量。