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工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产Zn(NO3)2·6H2O晶体,其工艺流程为:

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:

氢氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
4.2
5.4
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
6.7
8.0
 
(1)在“酸浸”步骤中,为提高锌的浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是      
(2)在“除杂I”步骤中,需再加入适量H2O2溶液,目的是将Fe2+氧化为     ,便于调节溶液的pH使铁元素转化为氢氧化物沉淀除去。为使Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,而Zn(OH)2不沉淀,应控制溶液的pH范围为              。检验Fe3+是否沉淀完全的实验操作是静置片刻,取少量上层清液,滴加            溶液,若不出现血红色,表明Fe3+沉淀完全。
(3)加入Zn粉的作用是除去溶液中的          

(6分)(1)适当升高反应温度(或增大硝酸浓度、将锌废渣粉碎等)
(2)Fe3+      5.2    5.4        KSCN   (3)Cu2+

解析试题分析:(1)根据外界条件对反应速率的影响可知,适当升高反应温度(或增大硝酸浓度、将锌废渣粉碎等)可提高锌的浸出速率。
(2)双氧水具有强氧化性,所以“除杂I”步骤中,需再加入适量H2O2溶液将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;由表格中的数据可知,氢氧化锌开始沉淀的pH为5.4,氢氧化铝完全沉淀的pH为5.2,则为使Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,而Zn(OH)2不沉淀,应控制溶液的pH范围为5.2~5.4;又因为铁离子与KSCN反应出现血红色,则静置片刻,取少量上层清液,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明Fe3+沉淀完全。
(3)由流程图及离子沉淀的pH可知,滤液中还含有铜离子,所以加入Zn粉的作用除去溶液中的Cu2+
考点:考查晶体的制备及混合物的分离、提纯;实验方案设计与评价等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去),以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。

(1)A中制取Cl2的离子方程式_______________________________________.
(2)通入一定量潮湿的Cl2反应后,经检测,D中只有Cl2O一种气体,C中只含一种氯盐外,同时含有NaHCO3等,某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。
①提出合理假设。
假设1:存在两种成分:NaHCO3和_____________________________;
假设2:存在三种成分:NaHCO3和_____________________________。
②设计方案,进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

(3)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立,可推知C中反应的化学方程式为__________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:

(1)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br?,其目的为            
(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为   ,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是           
(3)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图:

请你参与分析讨论:
①图中仪器B的名称   
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是         
③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:      
④C中液体产生颜色为   。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是                   

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某化学兴趣小组的同学通过以下步骤提取海带中的碘:
①将海带晒干灼烧成灰   ②将海带灰浸泡得其悬浊液   ③过滤得含碘离子的溶液   ④向该溶液中加入适量Cl2置换出碘   ⑤对含碘溶液进行一系列的提取后得碘单质
(1)灼烧过程可在下列那种仪器中进行_____________

A.烧杯 B.试管 C.蒸发皿 D.坩埚
(2)过滤用到的三种玻璃仪器主要                                       
(3)用有机溶剂将碘从水中提取出来需用到下列哪套装置                   

(4)若用四氯化碳作溶剂进行提取,则分层后下层物质为                        

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

实验室制备氨基甲酸铵(NH2COONH4)的反应如下:2NH3(g)+CO2(g)  NH2COONH4(s),该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵,若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。
(1)该反应在一定条件下能够自发进行,则反应的ΔH    0。(填大于、小于或等于)
(2)写出生成碳酸氢铵的化学方程式                     
(3)按下图装置进行如下实验:

步骤1:检查装置气密性。
步骤2:在相应仪器中装入药品,其中在三颈烧瓶中加入足量的氢氧化钠固体,恒压滴液漏斗中装入浓氨水。
步骤3:滴加浓氨水并搅拌,调节反应速率,在反应器中得到产品
……
①干燥管中盛放的药品是             
②对比碳酸盐和酸反应制CO2,该实验利用干冰升华产生CO2气体的优点有       
③以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是                         
④反应后期随着CO2气流减慢,导致反应物比例不当,可采取的相应措施是            
(4)有同学认为该实验装置存在安全问题,请问可能面临的安全问题是                

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸
点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。
某学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2

(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:      
(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有            
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。根据上图所示的NaClO2的溶解度曲线,请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:
                ;②                  ;③洗涤;④干燥。
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中
ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10 mL,稀释成100 mL试样;量取V1mL试样加入到锥
形瓶中;
步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;此时发生的离子方程式
为:                                  
步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
则原ClO2溶液的浓度为   g/L(用含字母的代数式表示)。
(已知2 Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaI)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

I、某化学课外活动小组对污染大气的部分非金属氧化物进行探究。请根据题目要求回答下列问题。
(1)写出用硝酸制取NO的离子方程式                      
(2)查资料得知,HCOOHCO+H2O。实验室有如图l所示的装置,制取CO气体可选用的装置为
             (填序号),实验室利用该装置还可制取的常见气体有               (写一种气体的分子式)。
(3)查资料得知,利用催化剂可使汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物大部分发生反应转化为二氧化碳和氮气。该小组在实验室模拟汽车尾气处理,设计了如图2所示装置(部分夹持和装置已略去)。

①实验前,关闭旋塞K,先通氮气排净装置中的空气,其目的是         
②装置(III)的主要作用是                                             
③该套装置中有不完善之处,还应在装置(Ⅳ)后补充             装置。
II、该课外小组设计的从ZnSO4、FeCl3的混合溶液中制取ZnSO4·7H2O过程如下:
a.在混合液中加入6 mol/L NaOH溶液,至pH=8为止。
b.过滤后得到沉淀,用蒸馏水多次洗涤沉淀。
c.向洗涤后的沉淀中加入2 mol/L的硫酸,保持溶液的pH在4~6,加热煮沸,趁热过滤,滤液即为ZnSO4溶液。
d.滤液中加入2 mol/L的硫酸,使其pH=2。
已知部分阳离子以氢氧化物的形式开始沉淀至完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:

沉淀物
Fe(OH)3
Zn(OH)2
pH
1.5~3.2
6.4~8.0
 
(1)步骤b中如何检测沉淀已经洗涤干净                  。
(2)步骤d中加入硫酸,使其pH=2的目的是             ;要制得ZnSO4·7H2O的步骤d还缺少的操作是      ,所用的主要硅酸盐仪器是               

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
(1)提出假设
实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变红。
该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为          
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3
猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:

实验序号
实验
实验现象
结论
实验Ⅱ
将实验I中收集到的气体点燃
能安静燃烧、产生淡蓝色火焰
气体成分为___?___        
实验Ⅲ
取实验I中的白色不溶物,洗涤,加入足量
   ?   
 
   ?   
白色不溶物可能含有MgCO3
实验Ⅳ
取实验I中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液
产生白色沉淀
溶液中存在  ④ 离子
(3)为进一步确定实验I的产物,设计定量实验方案,如图所示:

称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g,装置B增重8.8 g,试确定白色不溶物的化学式                         
(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因_________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域。
(1)下面是以工业废铁屑为原料生产FeSO4·7H2O的流程图。

请填写下列空白。
①加适量碳酸钠溶液的目的是______________,反应I需要加热数分钟,其原因是___________。
②判断反应Ⅱ完成的现象是__________。反应Ⅱ需要100mL1mol/L的稀硫酸,用98.3%,ρ=1.84g/cm3的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及____________.
③测定FeSO4·7H2O产品中Fe2含量的方法是用KMnO4溶液滴定法(5Fe2+8H=5Fe3+Mn2+4H2O),步骤为:
Ⅰ.称取2.8500g FeSO4·7H2O产品,配制成250mL溶液;
Ⅱ.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
Ⅲ.用硫酸酸化的0.01000moL/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。

某同学设计如图所示的滴定方式中,最合理的是____________(夹持部分略去)(填字母序号);判断此滴定实验达到终点的方法是____________;计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________(用小数表示,保留三位小数);若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有_____________;______________。
(2)已知FeSO4·7H2O晶体在加热条件下发生如下反应:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。利用下图装置可检验该反应的气体产物。

请填写下列空白。
①仪器的连接顺序为a接________、__________接_________、________接__________、__________接_____________。
②装置C中的X为______________;该装置中冷水的作用是_________________。

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