Question

鋅鋇白是一種白色顏料．工業(yè)上是由ZnSO₄與BaS溶液混合而成：BaS+ZnSO₄=ZnS↓+BaSO₄↓．請根據(jù)圖1工業(yè)生產(chǎn)流程回答有關(guān)問題．
Ⅰ．ZnSO₄溶液的制備與提純：
有關(guān)資料：a．菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等；b．Zn（OH）₂與Al（OH）₃相似，能溶于過量的NaOH溶液生成Na₂ZnO₂；
（1）濾渣1的化學式為

 

；②中使用的氧化劑最好是下列的

 

（填序號）．
A．Cl₂    B．H₂O₂    C．KMnO₄    D．濃HNO₃
（2）濾渣2中主要成份的化學式為

 

；為了達到綜合利用、節(jié)能減排的目的，上述流程步驟④中的CO₂可以來自于步驟

 

（選填①、②、③、⑤）．
（3）步驟④發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為

 

．
Ⅱ．BaS溶液的制備如圖2
有關(guān)數(shù)據(jù)：Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）△H₁=-1473.2kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H₂=-110.5kJ?mol^-1
Ba（s）+S（s）=BaS（s）△H₃=-460kJ?mol^-1
（4）若煅燒還原的產(chǎn)物僅為BaS和CO，則其反應(yīng)的熱化學方程式為：

 

．
Ⅲ．制取鋅鋇白
（5）如果Ⅰ中步驟⑤使用硫酸過量，產(chǎn)生的后果是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜合應(yīng)用

專題：氧族元素

分析：由圖1流程可知，菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，加硫酸，只有SiO₂不反應(yīng)，則濾渣1為SiO₂，②中加氧化劑將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加過量的NaOH，金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣2為Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，反應(yīng)④通二氧化碳將ZnO₂^2-轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣3為Zn（OH）₂，步驟⑤主要發(fā)生氫氧化鋅與硫酸的反應(yīng)，若過量硫酸，則與BaS反應(yīng)，并結(jié)合蓋斯定律解答（4）．

解答： 解：由圖1流程可知，菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，加硫酸，只有SiO₂不反應(yīng)，則濾渣1為SiO₂，②中加氧化劑將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加過量的NaOH，金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣2為Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，反應(yīng)④通二氧化碳將ZnO₂^2-轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣3為Zn（OH）₂，步驟⑤主要發(fā)生氫氧化鋅與硫酸的反應(yīng)，若過量硫酸，則與BaS反應(yīng)，
（1）由上述分析可知，濾渣1為SiO₂，②中加氧化劑將亞鐵離子氧化為鐵離子，只有B不會引入新雜質(zhì)，故答案為：SiO₂；B； 
（2）由上述分析可知，濾渣2為Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，步驟④中的CO₂氣體來自步驟①酸浸反應(yīng)放出的氣體，可以節(jié)能減排，
故答案為：Fe（OH）₃、Cu（OH）₂；①；
（3）步驟④發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-，故答案為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（4）①Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）△H=-1473.2kJ?mol^-1
②C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
③Ba（s）+S（s）=BaS（s）△H=-460kJ?mol^-1
由蓋斯定律②×4-③-①得到熱化學方程式為：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1，
故答案為：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1；
（5）若步驟⑤為氫氧化鋅和改過了硫酸反應(yīng)，所得溶液中含有硫酸鋅和硫酸，與BaS反應(yīng)可以制的鋅鋇白，同時過量硫酸和BaS反應(yīng)生成有毒氣體H₂S污染空氣，減少鋅鋇白的產(chǎn)量，
故答案為：過量的酸與BaS溶液混合會產(chǎn)生有毒的H₂S氣體污染空氣，而且鋅鋇白的產(chǎn)率會降低．

點評：本題考查物質(zhì)制備流程分析判斷，把握環(huán)節(jié)中所得物質(zhì)成分及除雜試劑、循環(huán)利用的物質(zhì)推斷為解答的關(guān)鍵，涉及離子方程式、熱化學方程式書寫、實驗方案的評價等，題目難度中等．