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锌钡白是一种白色颜料.工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓.请根据图1工业生产流程回答有关问题.Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯:有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3
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锌钡白是一种白色颜料.工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓.请根据图1工业生产流程回答有关问题.
Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯:
有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;
(1)滤渣1的化学式为______;②中使用的氧化剂最好是下列的______(填序号).
A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.浓HNO3
(2)滤渣2中主要成份的化学式为______;为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤______(选填①、②、③、⑤).
(3)步骤④发生的离子反应方程式为______.
Ⅱ.BaS溶液的制备如图2
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)△H1=-1473.2kJ•mol-1
C(s)+
O2(g)=CO(g)△H2=-110.5kJ•mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(s)△H3=-460kJ•mol-1
(4)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:______.
Ⅲ.制取锌钡白
(5)如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量,产生的后果是______.
Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯:
有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;
(1)滤渣1的化学式为______;②中使用的氧化剂最好是下列的______(填序号).
A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.浓HNO3
(2)滤渣2中主要成份的化学式为______;为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤______(选填①、②、③、⑤).
(3)步骤④发生的离子反应方程式为______.
Ⅱ.BaS溶液的制备如图2
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)△H1=-1473.2kJ•mol-1
C(s)+
1 |
2 |
Ba(s)+S(s)=BaS(s)△H3=-460kJ•mol-1
(4)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:______.
Ⅲ.制取锌钡白
(5)如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量,产生的后果是______.
▼优质解答
答案和解析
由图1流程可知,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等,加硫酸,只有SiO2不反应,则滤渣1为SiO2,②中加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,再加过量的NaOH,金属离子转化为沉淀,则滤渣2为Fe(OH)3、Cu(OH)2,反应④通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀,则滤渣3为Zn(OH)2,步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应,若过量硫酸,则与BaS反应,
(1)由上述分析可知,滤渣1为SiO2,②中加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,只有B不会引入新杂质,故答案为:SiO2;B;
(2)由上述分析可知,滤渣2为Fe(OH)3、Cu(OH)2,步骤④中的CO2气体来自步骤①酸浸反应放出的气体,可以节能减排,
故答案为:Fe(OH)3、Cu(OH)2;①;
(3)步骤④发生的离子反应方程式为ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-;
(4)①Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)△H=-1473.2kJ•mol-1
②C(s)+
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
③Ba(s)+S(s)=BaS(s)△H=-460kJ•mol-1
由盖斯定律②×4-③-①得到热化学方程式为:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ•mol-1,
故答案为:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ•mol-1;
(5)若步骤⑤为氢氧化锌和改过了硫酸反应,所得溶液中含有硫酸锌和硫酸,与BaS反应可以制的锌钡白,同时过量硫酸和BaS反应生成有毒气体H2S污染空气,减少锌钡白的产量,
故答案为:过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S气体污染空气,而且锌钡白的产率会降低.
(1)由上述分析可知,滤渣1为SiO2,②中加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,只有B不会引入新杂质,故答案为:SiO2;B;
(2)由上述分析可知,滤渣2为Fe(OH)3、Cu(OH)2,步骤④中的CO2气体来自步骤①酸浸反应放出的气体,可以节能减排,
故答案为:Fe(OH)3、Cu(OH)2;①;
(3)步骤④发生的离子反应方程式为ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-;
(4)①Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)△H=-1473.2kJ•mol-1
②C(s)+
1 |
2 |
③Ba(s)+S(s)=BaS(s)△H=-460kJ•mol-1
由盖斯定律②×4-③-①得到热化学方程式为:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ•mol-1,
故答案为:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ•mol-1;
(5)若步骤⑤为氢氧化锌和改过了硫酸反应,所得溶液中含有硫酸锌和硫酸,与BaS反应可以制的锌钡白,同时过量硫酸和BaS反应生成有毒气体H2S污染空气,减少锌钡白的产量,
故答案为:过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S气体污染空气,而且锌钡白的产率会降低.
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