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10.锌是一种常用金属,冶炼方法有火法和湿法.
Ⅰ.镓(Ga)是火法冶炼锌过程中的副产品,镓与铝同主族且相邻,化学性质与铝相似.氮化镓(GaN)是制造LED的重要材料,被誉为第三代半导体材料.
(1)Ga在元素周期表中的位置第四周期第ⅢA族.
(2)GaN可由Ga和NH3在高温条件下合成,该反应的化学方程式为2Ga+2NH3_2GaN+3H2
(3)下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是ACD(填字母序号).
A.一定条件下,Ga可溶于盐酸和氢氧化钠
B.常温下,Ga可与水剧烈反应放出氢气
C.Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到
D.一定条件下,Ga2O3可与NaOH反应生成盐
Ⅱ.工业上利用锌焙砂(主要含Zn0、ZnFe2O4,还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)湿法制取金属锌的流程如图1所示,回答下列问题:

已知:Fe的活泼性强于Ni
(4)ZnFe2O4可以写成ZnO•Fe2O3,写出ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2(SO43+4H2O.
(5)净化I操作分为两步:第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化;第二步是控制溶液pH,只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀.净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是Fe(OH)3胶粒具有吸附性.
(6)净化II中加入Zn的目的是使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去.
Ⅲ.(7)某化学课外小组拟用废旧电池锌皮(含杂质铁),结合图2信息从提供的试剂中选取适当试剂,制取纯净的ZnSO4•7H2O.
实验步骤如下:
①将锌片完全溶于稍过量的3mol•L-1稀硫酸,加入A(选填字母,下同);
A.30%H2O2      B.新制氯水C.FeCl3溶液D.KSCN溶液
②加入C;
A.纯锌粉B.纯碳酸钙粉末   C.纯ZnO粉末   D.3mol•L-1稀硫酸
③加热到60℃左右并不断搅拌;
④趁热过滤得ZnSO4溶液,再蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥.
其中步骤③加热的主要目的是促进Fe3+水解转化为沉淀,并使过量的H2O2分解除去.

分析 I.(1)Ga的原子序数为31,位于第四周期第ⅢA族;
(2)Ga和NH3在高温条件下反应生成GaN和氢气;
(3)镓位于第ⅢA族,位于金属与非金属交界处,与Al具有相似性质,金属性比Al强,以此分析其单质和化合物的性质;
II.(4)ZnFe2O4可以写成ZnO•Fe2O3,酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐,即ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁;
(5)Fe(OH)3胶体(沉淀)具有的吸附性;
(6)锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物,反应后溶液中存在Cu2+、Ni2+,没有净化Ⅱ操作,电解制取的锌会含有铜、Ni等杂质;
Ⅲ.(7)①废旧干电池锌皮(含杂质铁),将锌片完全溶于稍过量的3 mol•L-1稀硫酸,所得溶液中含有杂质离子Fe2+,必须将其除去,结合图象所给信息Zn2+和Fe2+难以分离,必须先将Fe2+氧化为Fe3+再进行分离,为不引进新的杂质,选用30%H2O2作氧化剂;
②分离Zn2+和Fe3+,结合图象可用盐类水解原理通过调节pH的方法进行除杂;
③因盐类水解为吸热反应,H2O2受热易分解.

解答 解:Ⅰ.(1)Ga的原子序数为31,位于第四周期第ⅢA族,故答案为:第四周期第ⅢA族;
(2)Ga和NH3在高温条件下反应生成GaN和氢气,反应为2Ga+2NH3_2GaN+3H2,故答案为:2Ga+2NH3_2GaN+3H2
(3)镓位于第ⅢA族,位于金属与非金属交界处,与Al具有相似性质,则:
A.Al与盐酸、NaOH均反应,则一定条件下,Ga可溶于盐酸和氢氧化钠,故A正确;
B.Al与水常温不反应,则常温下,Ga不能与水剧烈反应放出氢气,故B错误;
C.氧化铝可由氢氧化铝分解生成,则Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到,故C正确;
D.氧化铝与NaOH反应生成盐,则一定条件下,Ga2O3可与NaOH反应生成盐,故D正确;
故答案为:ACD;
Ⅱ(4)根据信息,酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐,这两种盐分别为硫酸锌、硫酸铁,即ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁,反应的化学方程式为ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2(SO43+4H2O,
故答案为:ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2(SO43+4H2O;
(5)因为Fe(OH)3胶粒具有吸附性,则净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,故答案为:Fe(OH)3胶粒具有吸附性;
(6)CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物溶于酸转化为金属离子,净化I后除去Fe元素,净化II中加入Zn的目的是使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去,
故答案为:使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去;
Ⅲ.(7)①据题意用废旧干电池锌皮(含杂质铁)制取纯净的ZnSO4溶液实验流程为用硫酸酸溶、除杂.由实验步骤①将锌片完全溶于稍过量的3 mol•L-1稀硫酸发生的反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑、Fe+2H+=Fe2++H2↑,所得溶液中含有杂质离子Fe2+,必须将其除去,结合图象所给信息Zn2+和Fe2+难以分离,必须先将Fe2+氧化为Fe3+再进行分离,所以要加过氧化氢氧化亚铁离子,
故答案为:A;
②分离Zn2+和Fe3+,结合图象可用盐类水解原理通过调节pH的方法进行除杂,为防止引进杂质可用纯ZnO粉末来调节pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;
故答案为:C;
③因盐类水解吸热,加热能促进三价铁离子的水解,H2O2受热易分解,所以步骤③加热的主要目的有促进Fe3+水解转化为沉淀,同时使过量的H2O2分解除去;
故答案为:促进Fe3+水解转化为沉淀,并使过量的H2O2分解除去.

点评 本题考查较综合,涉及元素周期表与元素周期律、化学工艺流程、物质的制备方案、混合物分离提纯综合应用、金属单质及化合物的性质,属于拼合型题目,侧重分析与迁移应用能力的考查,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.如图中A~J分别代表相关反应的一种物质,图中有部分生成物未标出.

已知:A分解得到等物质的量的B、C、D.
(1)A的化学式NH4HCO3,B的结构式O=C=O.
(2)写出反应①的实验现象:镁条燃烧,发光发热,产生黑色和白色固体.
(3)写出反应③的离子方程式:NH4++HCO3-+2OH-_NH3↑+CO32-+2H2O.
(4)写出反应⑤的化学方程式:C+4HNO3(浓) _CO2↑+4NO2↑+2H2O.
(5)常温常压下测得,1mol D发生反应②时,放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)△H=-4a kJ/mol.
(6)实验室检验气体D的常用方法及现象是湿润的红色石蕊试纸变蓝.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.用36.5%的浓盐酸(密度为1.20g.•mL-1)配制0.2mol•L-1的稀盐酸,引起所配溶液浓度偏高的操作是(  )
A.容量瓶实验前用蒸馏水洗干净,但未烘干
B.定容观察液面时俯视
C.用量筒量取一定量液体时,俯视液面读数
D.加蒸馏水时不慎超过了刻度

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.2008年10月8日,美籍华裔科学家钱永健获得2008年度诺贝尔化学奖.16岁时,他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,荣获“美国西屋科学天才奖”.下列叙述正确的是(  )
A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B.合金的熔点都高于它的成分金属,合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强
C.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-=Fe3+,继而形成铁锈
D.将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连,正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.下列有关实验的叙述中,正确的是(  )
①用湿润的pH试纸测定溶液的pH
②不宜用瓷坩埚熔融氢氧化钠固体或碳酸钠固体
③可用加热法分离I2和NH4Cl的混合物
④可用稀硝酸洗涤“银镜反应”实验后附着在试管壁上的银
⑤煮沸自来水可除去其中的Ca(HCO32
⑥实验室配制氯化亚铁溶液时,可先将氯化亚铁溶解在盐酸中,再加入蒸馏水稀释,最后加入少量铁粉.
A.②④⑤B.②③⑥C.②④⑤⑥D.②③④⑤⑥

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

15.同温同压下等体积的SO2和SO3中,所含分子数之比为1:1.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如图1:
(1)此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),反应的平衡常数随温度的变化如表:
温度/℃400500830
平衡常数K1091
从表可以推断:此反应是放(填“吸”或“放”)热反应.400℃时,H2浓度为2mol/L,CO2浓度为1.5mol/L,H2O浓度为3mol/L,CO浓度为1mol/L,则下一时刻,反应向正向(填”正向”或”逆向”)进行.
(2)在500℃,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第Ⅱ步反应,达到平衡后下列关系正确的是AD.
实验编号反应物投入量平衡时H2浓度吸收或放出的热量反应物转化率
A1、1、0、0c1Q1α1
B0、0、2、2c2Q2α2
C2、2、0、0c3Q3α3
A.2c1=c2=c3 B.2Q1=Q2=Q3 C.α123 D.α12=1
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的是②③.
①体系的压强不再发生变化           ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变   ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化           ⑥v(CO2=v(H2O)
(4)如图2表示此流程的第Ⅱ步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是降低温度、增加水蒸汽的量(或减少氢气的量)(写出两种).若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变).

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

19.有机物A有如图所示转化关系.在A的质谱图中质荷比最大值为88,其分子中C、H、O三种元素的质量比为6:1:4,且A不能使Br2的CCl4溶液褪色;1molB反应生成了2molC.

已知:RCH(OH)-CH(OH)RfHIO4RCHO+RfCHO
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为
(2)若①,②、③三步反应的产率分别为90.0%、82.0%、75.0%,则由A合成H的总产率为55.4.
(3)D+E→F反应类型为酯化反应.
(4)写出C与银氨溶液反应的离子方程式为CH3CHO+2[Ag(NH32]++2OH-CH3COO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O.
(5)若H分子中所有碳原子不在一条直线上,则H在一定条件下合成顺丁橡胶的化学方程式为
若H分子中所有碳原子均在一条直线上,则G转化为H的化学方程式为
(6)有机物A有很多同分异构体,请写出同时满足下列条件的一种异构体X的结构简式
a.X核磁共振氢谱有3个峰,峰面积之比为1:1:2
b.1molX可在HIO4加热的条件下反应,可形成1mol二元醛
c.1molX最多能与2molNa反应
d.X不与NaHCO3,也不与NaOH反应,也不与Br2发生加成反应.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下列说法正确的是(  )
A.可以用过滤的方法分离FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体
B.Fe(OH)3胶体静置会分层
C.HCl、SO2、Fe2+均既有氧化性又有还原性
D.CH3COONH4的电离方程式为:CH3COONH4  CH3COO-+NH4+

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