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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↓.请根据以下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ZnCO
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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↓.请根据以下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)②中使用的氧化剂最好是下列的___(选填字母代号).
A.Cl2 B.浓HNO3 C.KMnO4 D.H2O2
(2)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___(选填①、②、③、⑤).
(3)写出步骤④后产生滤渣3的化学式___.
(4)与Al相似,Zn也能溶于NaOH溶液.写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式:___.
Ⅱ、BaS溶液的制备:

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
(5)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:
(6)如果生产流程步骤⑤硫酸过量,则ZnSO4与BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是___.

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)②中使用的氧化剂最好是下列的___(选填字母代号).
A.Cl2 B.浓HNO3 C.KMnO4 D.H2O2
(2)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___(选填①、②、③、⑤).
(3)写出步骤④后产生滤渣3的化学式___.
(4)与Al相似,Zn也能溶于NaOH溶液.写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式:___.
Ⅱ、BaS溶液的制备:

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
(5)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:
(6)如果生产流程步骤⑤硫酸过量,则ZnSO4与BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是___.
▼优质解答
答案和解析
I.由图或者流程可知,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,经过过滤进行分离,则滤渣1为SiO2,滤液1含有硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌、剩余的硫酸,②加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,再加过量的NaOH,Zn2+转化ZnO22-,使Cu2+、Fe3+转化为沉淀,通过过滤从溶液中除去,则滤渣2为Fe(OH)3、Cu(OH)2,滤液2中含有Na2ZnO2及过量的NaOH,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,滤液3含有碳酸氢钠.
(1)加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,不能引入新杂质,氯气做氧化剂会引入氯离子,且氯气有毒,浓HNO3做氧化剂会被还原为有毒气体,引入杂质离子NO3-,KMnO4 做氧化剂会引入K+、MnO4-,过氧化氢做氧化剂被还原为水,不引入新的杂质,过量的过氧化氢加热分解生成氧气和水,
故选:D;
(2)上述各步骤中,只有步骤①中有二氧化碳生成,故选:①;
(3)步骤④通二氧化碳将ZnO22-转化为Zn(OH)2,则滤渣3为Zn(OH)2,故答案为:Zn(OH)2;
(4)Zn与NaOH溶液反应,Zn作负极,发生氧化反应失去电子,碱性条件下生成ZnO22-与H2O,负极电极反应式为:Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O,故答案为:Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O;
Ⅱ.(5)煅烧发生反应:BaSO4+C
BaS+4CO↑,
已知: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
依据盖斯定律,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;
Ⅲ.(6)步骤⑤中硫酸过量,过量的酸与BaS溶液混合会发生反应,产生有毒的H2S污染空气,而且会降低锌钡白的产率,
故答案为:过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S污染空气,而且会降低锌钡白的产率.
(1)加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,不能引入新杂质,氯气做氧化剂会引入氯离子,且氯气有毒,浓HNO3做氧化剂会被还原为有毒气体,引入杂质离子NO3-,KMnO4 做氧化剂会引入K+、MnO4-,过氧化氢做氧化剂被还原为水,不引入新的杂质,过量的过氧化氢加热分解生成氧气和水,
故选:D;
(2)上述各步骤中,只有步骤①中有二氧化碳生成,故选:①;
(3)步骤④通二氧化碳将ZnO22-转化为Zn(OH)2,则滤渣3为Zn(OH)2,故答案为:Zn(OH)2;
(4)Zn与NaOH溶液反应,Zn作负极,发生氧化反应失去电子,碱性条件下生成ZnO22-与H2O,负极电极反应式为:Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O,故答案为:Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O;
Ⅱ.(5)煅烧发生反应:BaSO4+C
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已知:①Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s);△H=-1473.2kJ•mol-1
②C(s)+
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③Ba(s)+S(s)=BaS(s);△H=-460kJ•mol-1
依据盖斯定律,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;
Ⅲ.(6)步骤⑤中硫酸过量,过量的酸与BaS溶液混合会发生反应,产生有毒的H2S污染空气,而且会降低锌钡白的产率,
故答案为:过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S污染空气,而且会降低锌钡白的产率.
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