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活性氧化锌(ZnO) 是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品。用粗ZnO制备活性ZnO的生产工艺流程做如下图所示。
I制备活性氧化锌
一种由粗ZnO(含FeO、CuO)制备活性ZnO的流程如下:

【查阅资料】
1、粗ZnO中常含杂质FeO、CuO       
2、反应3是为了制得碱式碳酸锌、碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO
3、已知:几种物质沉淀时的pH如下表:
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀时pH
6.34
1.48
6.2
5.2
完全沉淀时pH
9.7
3.2
8.0
6.4
Fe(OH)2是一种絮状沉淀,不易除去,处理时常将其转化为Fe(OH)3而除去。
 
【问题讨论】
(1)溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是___________  __________    _ 。
(2)写出ZnO与加稀硫酸反应的化学方程式                                  。                  
(3)反应1的目的将Fe2+氧化为Fe3+,并完全沉淀Fe(OH)3 ,为了暂不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2   ,该步骤需控制溶液pH的范围是                        ,操作A的名称是                     
(4)反应2中加入锌发生的反应属于             反应(填化学反应的基本类型)。
Ⅱ测定碱式碳酸锌的化学式
碱式碳酸锌的化学式是xZnCO3?yZn(OH)2?zH2O,用下列装置测定碱式碳酸锌的化学组成。(假设每步反应、吸收均完全)
提示:碱式碳酸锌xZnCO3?yZn(OH)2?zH2O受热分解为ZnO、H2O、CO2三种产物,其中
ZnCO3 ZnO+CO2↑   Zn(OH)2 ZnO+H2O
【实验步骤】

①按图连接好装置,并检查装置的                   ; 
②在热分解装置中装入68.2g样品,打开活塞         ,关闭        ,缓缓鼓入空气数分钟;
③称量装置C、D的质量;
④关闭活塞K1,K2,打开K3,启动热分解装置,使样品充分热解;
⑤停止加热,继续通空气至装置冷却到室温; ⑥再次分别称量装置C、D的质量.
【记录数据】该小组同学按上述实验步骤进行实验,并记录了如下数据:
 
装置C的质量(/g)
装置D的质量(/g)
实验前
198.4
235.7
实验后
209.2
244.5
【实验分析及数据处理】
(1)A处干燥管盛放的药品是碱石灰(CaO与NaOH的固体混合物),其作用是                                                
(2)第⑤步继续通空气的目的是                                           
(3)E处碱石灰的作用是                           ,若没有此装置,测得二氧化碳的质量            (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)根据上述数据,计算xZnCO3?yZn(OH)2?zH2O中x:y:z的最简比=             
该碱式碳酸锌受热分解的化学方程式为                                    
【问题讨论】(1)使氧化锌粗品充分反应 (2)ZnO+H2SO4==ZnSO4+H2O                  
(3)3.2~5.2  过滤     (4)置换
Ⅱ测定碱式碳酸锌的化学式 ①气密性    ②打开活塞K1、K2 ,关闭  K3   
【实验分析及数据处理】(1)除去鼓入空气中的二氧化碳和水蒸气
(2)使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收
(3)防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D    偏大
(4)  1:2:1      ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O="3ZnO" + CO2↑+2H2O

试题分析:【问题讨论】(1) 溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是:增大反应物的接触面积,使氧化锌粗品充分反应
(2) ZnO与稀硫酸反应的化学方程式:ZnO+H2SO4==ZnSO4+H2O
(3)根据资料3中,几种物质沉淀的PH,反应1的目的将Fe2+氧化为Fe3+,并完全沉淀Fe(OH)3 ,为了暂不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2   ,该步骤需控制溶液pH的范围是3.2~5.2,操作A是将不溶性固体与液体分离开来,故名称是过滤
(4)反应2是加入锌将铜置换出来,属于置换反应
Ⅱ测定碱式碳酸锌的化学式①按图连接好装置,对反应过程中有气体生产的反应,为了保证气体不泄露,故要检查装置的气密性,②打开活塞K1、K2,关闭 K3,缓缓鼓入空气数分钟
【实验分析及数据处理】(1)A处干燥管盛放的药品是碱石灰(CaO与NaOH的固体混合物),其作用是除去鼓入空气中的二氧化碳和水蒸气,以免影响产生的二氧化碳和水蒸气质量
(2)第⑤步继续通空气的目的是将残留在装置内的二氧化碳和水蒸气全部排入到质量C、的中,使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收
(3)E处碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,若没有此装置,则空气中的二氧化碳会进入到装置D中,使测得二氧化碳的质量偏大
(4)装置C的作用是吸收生成的水,实验前后质量的质量差=209.2g-198.4g=10.8g,即反应生成水的质量,装置D的作用是吸收生成的二氧化碳,实验前后质量的质量差=244.5g-235.7g=8.8g,即反应后生成二氧化碳的质量,自然可以得出热分解装置中剩余的物质质量=68.2g-8.8g-10.8g=48.6g,即生成的ZnO质量,根据反应ZnCO3ZnO+CO2↑中ZnCO3、ZnO、CO2微粒个数关系,可得出x=0.2,ZnO的质量=0.2×81=16.2g,则Zn(OH)2ZnO+H2O这个反应得到的ZnO质量="48.6g-16.2g=32.4" g,根据反应中Zn(OH)2、ZnO、H2O微粒个数关系,可得出y=0.4,H2O的质量=0.4×18=7.2g,故原来水的质量=10.8g-7.2g=3.6g,即微粒个数=0.2,故xZnCO3?yZn(OH)2?zH2O中x:y:z的最简比=0.2:0.4:0.2=1:2:1,根据上面求算出来的x、y、z的值,碱式碳酸锌受热分解的化学方程式为:ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O3ZnO + CO2↑+2H2O
练习册系列答案
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除去下列物质中混有的少量杂质,所选用的试剂及操作方法不正确的是(     )
序号
物质
杂质(少量)
试剂和操作方法
A
O2
H2O
通过浓H2SO4,洗气
B
Cu(NO3)2溶液
AgNO3溶液
加入过量的铜粉,过滤
C
NaOH溶液
Na2CO3溶液
加入适量的CaCl2溶液,过滤
D
稀盐酸
稀硫酸
加入适量BaCl2溶液,过滤

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科目:初中化学 来源:不详 题型:计算题

(10分)工业上用碳酸钠溶液与石灰水反应制烧碱。对于碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应,某化学兴趣小组的同学将其产物进行过滤,并对滤液进行如下探究。
【提出问题】滤液中含有哪些溶质?
【猜想与假设】假设一:滤液中只含氢氧化钠     假设二:滤液中含氢氧化钠和碳酸钠
假设三:滤液中含             
假设四:滤液中含氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠
【进行实验】甲同学设计了如下实验方案:
实验步骤
实验现象
结论
取少量滤液放在试管中,再滴入氯化钙溶液
若生成白色沉淀
碳酸钠过量
若无明显现象
恰好反应
【反思与评价】
(1)碳酸钠溶液与石灰水反应的基本类型为                             
(2)乙同学认为假设四不合理,理由是                                  
(3)丙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应,她的理由是      
(4)丁同学认为要说明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应,还需在甲同学实验方案的基础上进行实验。她的实验方案是:      
实验步骤
实验现象和结论
 
 
 
【定量研究】
(5)戊同学称取100g烧碱固体样品(样品中的杂质是碳酸钠),
加水溶解得到溶液A,取A溶液的1/5向其中加入CaCl2溶液。
反应时CaCl2溶液与沉淀的质量关系如图所示。

①样品中氢氧化钠的质量为        g;
②计算所加CaCl2溶液中钙离子的质量分数。(写出计算过程)

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科目:初中化学 来源:不详 题型:单选题

下列实验现象和对应的结论描述都正确的是
A.在某固体中滴加稀盐酸,有气泡产生一一该固体一定是碳酸盐
B.在无色溶液中滴入酚酞试液,溶液变红色——该溶液一定是碱溶液
C.向饱和硫酸铵溶液中加入鸡蛋清,产生白色絮状沉淀——蛋白质变性
D.生石灰块投入水中,水会沸腾——生石灰变成熟石灰的过程是放热反应

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科目:初中化学 来源:不详 题型:单选题

除去下列物质中的少量杂质,所选试剂及操作都正确的是……………………(     )
选项
物质
杂质(少量)
试   剂
操作方法
A
Cu
CuO
O2
加热
B
氯化钙溶液
盐酸
过量的碳酸钙
过滤
C
氯化钠
纯碱
适量的稀盐酸
溶解、过滤、蒸发
D
H2O
悬浮物
明矾
吸附
 

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