Question

【題目】鋅及其氧化物(ZnO，白色，難溶于水，溶于強酸)具有廣泛的應用。

(一)鋅的廣泛應用

(1)鋅被稱之為“生命元素”。兒童、青少年如果缺鋅嚴重，將會導致“____ 癥”和智力發育不良。經常吃貝殼類海產品、紅色肉類等含鋅的食物有利補“鋅”。這里的“鋅”是指__________。

A．單質 B．元素 C．原子 D．分子

(2)實驗室用鋅與稀硫酸制取氫氣，反應的化學方程式為__________________________。

(3)鋅與銅熔合可形成“黃銅”，它屬于______(選填序號)。

A．金屬材料 B．無機非金屬材料 C．合成材料 D．復合材料

(二)活性ZnO制取的探究

【實驗方案】工業上用粗氧化鋅(含少量FeO)制取活性氧化鋅，其流程如下：

【查閱資料】一些陽離子以氫氧化物形式開始沉淀、完全沉淀時溶液的pH見下表。

沉淀物	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Fe(OH)2
開始沉淀pH	1.5	6.2	6.3
完全沉淀pH	3.2	8.0	9.7

【問題探究】

(4)“溶解”前將粗氧化鋅粉碎成細顆粒，目的是___________________。

(5)“溶解”后得到的酸性溶液中含有ZnSO4、____、FeSO4。除鐵池中加入適量H2O2，使Fe2+轉化為Fe3+；為使溶液中Fe3+全部轉化為Fe(OH)3，而Zn2+不形成Zn(OH)2，則應加入氨水控制溶液的pH的范圍為_____________。

(6)“沉淀池”中的沉淀經過濾、洗滌等操作得純凈固體M，其組成為：aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O。

確認固體M已經洗滌干凈的操作是：取最后一次洗滌液，最好選擇下列_______，向其中滴入無現象，則已經洗干凈。

A．紫色石蕊試液 B．少量稀鹽酸 C．氯化鋇溶液或硝酸鋇溶液

【組成測定】固體B的組成會影響制得的ZnO的活性。為確定aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O的組成，進行如下實驗(假設每步反應、吸收均完全)：

【查閱資料】aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O受熱分解生成ZnO、H2O、CO2三種產物。

(7)寫出裝置B中發生反應的化學方程式______________________。

現稱取35.9 g aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O在B裝置中進行完全煅燒，測得裝置C和D的質量分別增重7.2 g和4.4 g。

【實驗分析及數據處理】

(8)該實驗反應前后均需要通入空氣，反應后通入空氣的目的是_______。

(9)裝置A的作用是__________________。

(10)根據上述數據，則生成ZnO的質量為______g；a：b：c＝________。

(11)若沒有E裝置，則測得的a值________(填“偏大”、“ 偏小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】 侏儒 B Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ A 增大反應物的接觸面積，充分反應 H2SO4 3.2－6.2 C aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O(a+b)ZnO + aCO2 ↑ + (b+c)H2O ↑ 使反應后殘留在裝置中的水、二氧化碳全部被吸收 除去鼓入空氣中的水、二氧化碳 24.3 1:2:2 偏大

【解析】(1)人體缺少鋅元素會導致兒童發育遲緩，智力低下，導致侏儒癥；食品含有的鈣、鋅、鐵、碘等通常是指元素；(2)實驗室用鋅與稀硫酸制取氫氣，反應的化學方程式為：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑；(3)根據物質的分類，合金屬于金屬材料，故選A；(4)將粗氧化鋅粉碎成細顆粒是增大接觸面積，加快反應速率，提高生產效率； (5)氧化鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和水，FeO與硫酸反應生成硫酸亞鐵，所以“溶解”后得到的酸性溶液中含有反應生成的硫酸鋅、硫酸亞鐵和過量的硫酸，從表中可以看出，在pH控制在3.2～6.2的范圍內，只生成氫氧化鐵沉淀；(6)確認固體M已經洗滌干凈的操作是：取最后一次洗滌液，向其中滴入氯化鋇溶液或硝酸鋇溶液無現象，則已經洗干凈，故選C；(7)aZnCO3bZn（OH）2cH2O受熱分解生成ZnO、H2O、CO2三種產物化學方程式：aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O (a+b)ZnO + aCO2 ↑ + (b+c)H2O ↑；(8)反應后通入空氣的目的是：使反應后殘留在裝置中的水、二氧化碳全部被吸收；(9)裝置A能吸收空氣中的水和二氧化碳，排除空氣中的水和二氧化碳的干擾； (10)C吸收的是水，D吸收的是二氧化碳，堿式碳酸鋅樣品35.9g，裝置C增加的質量為7.2g，故生成水的質量為7.2g；裝置D增加的質量為4.4g，生成二氧化碳的質量為4.4g，故氧化鋅的質量為35.9g-7.2g-4.4g=24.3g，根據化學方程式aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O (a+b)ZnO + aCO2 ↑ + (b+c)H2O ↑；n（H2O）=7.2g18g/mol=0.4mol，n（CO2）=4.4g44g/mol=0.1mol，n（ZnO）=24.3g81g/mol=0.3mol，（a+b）：（b+c）：a=0.3mol：0.4mol：0.1mol=3：4：1，則a：b：c=1：2：2；(11)E處應該添加一個盛有的干燥管，堿石灰的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D，那么裝置D吸收了一部分空氣中的二氧化碳，增重大于實際分解得到的二氧化碳，使實驗結果偏大。