（12分）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生产ZnSO4·7H2O的一种流程

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（12分）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等）生产ZnSO₄·7H₂O的一种流程如下：

⑴步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是     。
②过滤时，为防止堵塞，过滤装置需经常用氢氧化钠溶液清洗，其清洗原理是
     （用化学方程式表示）。
⑵步骤Ⅱ中，在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾，生成Fe(OH)₃和MnO(OH)₂两种沉淀，该反应的离子方程式为     。
⑶步骤Ⅲ所得滤渣C的主要成分是     。
⑷取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。

①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是     。
②680 ℃时所得固体的化学式为     。
a．ZnO     b．Zn₃O(SO₄)₂     c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

答案

⑴①升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率
②H₂SiO₃+2NaOH＝Na₂SiO₃+2H₂O
⑵3Fe²⁺+MnO₄^—+8H₂O＝3Fe(OH)₃↓+MnO(OH)₂↓+5H⁺
⑶Cu（Zn）
⑷①降低烘***温度，防止ZnSO₄·7H₂O分解 ②b （每空2分，共12分）

解析

试题分析：⑴①酸浸时，不断通入高温水蒸气可使反应液的温度升高，使反应物充分混合，以加快反应速率。
②用氢氧化钠溶液清洗过滤装置，目的是使反应生成的H₂SiO₃滤渣反应生成Na₂SiO₃溶解除去。
⑵根据题意首先满足得失电子守恒有3Fe²⁺+MnO₄^—――3Fe(OH)₃↓+MnO(OH)₂↓，满足电荷守恒有3Fe²⁺+MnO₄^—――3Fe(OH)₃↓+MnO(OH)₂↓+5H⁺（溶液pH约为5.1），最后满足原子守恒得3Fe²⁺+MnO₄^—+8H₂O＝3Fe(OH)₃↓+MnO(OH)₂↓+5H⁺。
⑶步骤Ⅲ：向含有Cu²⁺、Zn²⁺、SO₄^2-的滤液中加入锌粉，置换出铜，可能含有过量的锌粉。
⑷①由于ZnSO₄·7H₂O易分解，烘干时要适当降低温度。
②28.70 g ZnSO₄·7H₂O的物质的量为0.1mol，若得ZnSO₄·H₂O的质量为17.90g(100℃)；若得ZnSO₄的质量为16.10g(250℃)；若得ZnO的质量为8.10g(930℃)；据此通过排除法确定680 ℃时所得固体的化学式为Zn₃O(SO₄)₂。

举一反三

(12分)SnSO₄是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下：

已知：在酸性条件下，溶液中的Sn²^＋可被空气中的氧气氧化成Sn⁴^＋； SnCl₂能水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]。
（1）写出物质A的名称：________。
（2） SnCl₂用盐酸而不用水溶解的原因是____________________(用化学方程式表示)。
（3）锡粉的作用是除去酸溶时产生的少量Sn⁴^＋，请写出产生Sn⁴^＋的离子方程式：______________________________。
（4）反应Ⅰ生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：____。该反应的温度需要控制在75 ℃左右的原因是____。
（5）实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是____。

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[实验化学]
对硝基苯甲酸在医药、感光材料等工业中应用广泛。以对硝基甲苯等为原料制取对硝基苯甲酸(黄色结晶，熔点242 ℃，沸点约359 ℃，微溶于水，能升华。)的反应原理为：

＋Na₂Cr₂O₇＋4H₂SO₄―→

＋Na₂SO₄＋Cr₂(SO₄)₃＋5H₂O
某小组以对硝基甲苯等物质为原料制取对硝基苯甲酸的实验装置如下图所示(加热和仪器固定装置均已略去)，实验步骤如下：

步骤1：向250 mL三颈烧瓶中依次加入适量的对硝基甲苯、重铬酸钠粉末、水，并充分混合。在搅拌下，用滴液漏斗滴入适量浓硫酸后，加热0．5 h至反应液呈黑色。
步骤2：待反应混合物冷却后，和适量冰水充分混合，抽滤并用50 mL水分两次洗涤。将洗涤后的固体放入盛有适量5%硫酸溶液中，水浴加热10 min，冷却后抽滤。
步骤3：将抽滤后的固体溶于适量5%NaOH溶液中，50 ℃温热后抽滤，在滤液中加入少量活性炭，煮沸后趁热抽滤。将得到的滤液慢慢加入到盛有适量15%硫酸溶液的烧杯中，析出黄色沉淀，抽滤，冷水洗涤，干燥得粗产品。　
（1）在步骤1中“搅拌”是用电动搅拌器完成的，这样操作的好处有________、________。
（2）在三颈烧瓶中，随着浓硫酸的加入，反应温度迅速上升，为使反应温度不致过高，必要时可采取的措施是________。
（3）在步骤2中，抽滤所得固体的主要成分是________。抽滤装置所包含的仪器除减压系统外，还有________、________(填仪器名称)。
（4）步骤3用NaOH溶液进行处理的作用主要是____。
用NaOH溶液处理后，需50 ℃温热后抽滤的原因是____。
（5）制得的粗产品需要进一步精制(纯化)，根据对硝基苯甲酸的有关性质可知，对其进行精制(纯化)可以用乙醇溶液完成，也可以采用________法完成。

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（本题16分）Ⅰ.实验室经常要制取某种气体并验证该气体的性质。
（1）下列装置适合作尾气吸收的是（填序号）。

（2）向下列装置中通入气体X，A中品红溶液褪色，则X可能是___________（至少填两种）如果要证明X是SO₂气体,接下来的操作是：________________________________

Ⅱ.实验室用FeSO₄溶液和NaOH溶液反应制取Fe(OH)₂，却很难看到稳定的白色沉淀。有同学设计了一种新的实验方法，能清楚看到生成白色沉淀及白色沉淀转化成红褐色沉淀的现象。请完成以下空白：
（1）取一定体积的0.1mol.L^-1NaOH溶液放于烧杯中，_________后，再滴入几滴植物油；
（2）选择装置___________（填“甲”或“乙”），将（1）所得溶液加入到装置中并按图示组装好装置。

（3）在你选择的装置上标明电极材料分别为____________、________________
（4）实验中可在___________看到稳定的白色Fe(OH)₂沉淀。
（5）如果要看到白色沉淀转化为红褐色沉淀的的现象，接下来的操作是______________

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（12分）Na₂S₂O₃（俗称保险粉）在医药、印染中应用广泛，可通过下列方法制备：取15.1 gNa₂SO₃溶于80.0 mL水。另取5.0 g硫粉，用少许乙醇润湿后加到上述溶液中。小火加热至微沸，反应1小时后过滤。滤液在100℃经蒸发、浓缩、冷却至10℃后析出Na₂S₂O₃·5H₂O。
（1）加入的硫粉用乙醇润湿的目的是     。
（2）滤液中除Na₂S₂O₃和可能未反应完全的Na₂SO₃外，最可能存在的无机化合物杂质是     ；其检测的方法是：取出少许溶液，加盐酸至酸性后，过滤除去S，再加BaCl₂溶液。则加入的盐酸发生两个反应的化学方程式为：
Na₂SO₃+2HCl=SO₂↑+H₂O+2NaCl；     。
（3）某环境监测小组用含0.100 mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液[含少量的Na₂SO₃，且n(Na₂S₂O₃) ∶n(Na₂SO₃)
= 5∶1]测定某工厂废水中Ba²⁺的浓度。他们取废水50.0 mL，控制适当的酸度加入足量的K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀硫酸溶解，此时CrO₄^2-全部转化为Cr₂O₇^2-；再加过量KI溶液，充分反应后，用上述Na₂S₂O₃溶液进行滴定，反应完全时，测得消耗Na₂S₂O₃溶液的体积为36.0 mL。
（已知有关反应的离子方程式为：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺   2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O₃^2-   2I^-+S₄O₆^2-；③I₂+SO₃^2-+H₂O   2I^-+SO₄^2-+2H⁺）
则滴定过程中可用     作指示剂。计算该工厂废水中Ba²⁺的物质的量浓度。

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（15分）某研究小组用黄铜矿（主要成分是CuFeS₂，其中S为-2价）为主要原料炼铜，其总反应为：2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSiO₃+4SO₂。事实上该反应是按如下流程分步进行的：

（1）氧化Ⅰ的反应主要是煅烧生成的硫化亚铁被进一步氧化为氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣。矿渣的主要成分是（填化学式）。
（2）据报道，有一种细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，反应是在酸性溶液中发生的。该反应的化学方程式为。
（3）我国学者研究发现，以精CuFeS₂矿为原料在沸腾炉中与O₂（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO₄·5H₂O，生产成本能够降低许多。有关实验结果如下表：

沸腾炉温度/℃	560	580	600	620	640	660
水溶性Cu/%	90.12	91.24	93.50	92.38	89.96	84.23
酸溶性Cu/%	92.00	93.60	97.08	97.82	98.16	98.19

①CuFeS₂与O₂反应的化学方程式为     。
②实际生产过程中沸腾炉温度为600～620 ℃。则控制温度的方法是     。
③当温度高于600～620 ℃时，生成物中水溶性铜下降的原因是     。
④生成物冷却后的除铁的实验操作方法主要是     。已知在溶液中，Cu²⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.7、6.7，Fe³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.1、3.2；如果制得的硫酸铜溶液中含有少量的Fe³⁺，请写出除去溶液中Fe³⁺的实验操作步骤：     。

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