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↓，以下是ZnSO₄溶液的制備與提純流程．

請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
【資料】已知Zn（OH）₂與Al（OH）₃相似，能溶于過(guò)量的NaOH溶液生成Na₂ZnO₂；菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃（少量FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃及其它雜質(zhì)）；雖都是難溶物質(zhì)，但Fe（OH）₃的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Fe（OH）₂．
（1）①反應(yīng)中生成氣體是

 

．
（2）②中H₂O₂的作用是

 

； 它在酸性條件下氧化Fe²⁺的化學(xué)方程式為

 

．
（3）反應(yīng)④的離子方程式為

 

．
（4）為了達(dá)到綜合利用、節(jié)能減排的目的，上述流程中步驟①產(chǎn)生的產(chǎn)物

 

（填化學(xué)式）可以用于步驟

 

（其中步驟選填①、②、③、⑤）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：由圖流程可知，菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃，含少量FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，加硫酸，得到硫酸鋅、硫酸亞鐵以及硫酸銅的混合溶液，②中加氧化劑雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加過(guò)量的NaOH，得到含有Na₂ZnO₂的溶液，金屬離子鐵離子、銅離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，反應(yīng)④通二氧化碳將ZnO₂^2-轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為Zn（OH）₂，步驟⑤主要發(fā)生氫氧化鋅與硫酸的反應(yīng)，得到硫酸鋅的溶液．
（1）根據(jù)碳酸鋅可以和硫酸之間反應(yīng)生成硫酸鋅以及水、二氧化碳來(lái)回答；
（2）氧化劑雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，得到的還原產(chǎn)物是水，據(jù)此書(shū)寫(xiě)離子方程式；
（3）Na₂ZnO₂的溶液通二氧化碳，可以得到沉淀Zn（OH）₂；
（4）根據(jù)流程結(jié)合物質(zhì)的循環(huán)使用知識(shí)來(lái)回答．

解答： 解：由圖流程可知，菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃，含少量FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，加硫酸，得到硫酸鋅、硫酸亞鐵以及硫酸銅的混合溶液，②中加氧化劑雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加過(guò)量的NaOH，得到含有Na₂ZnO₂的溶液，金屬離子鐵離子、銅離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為Fe（OH）₃、Cu（OH）₂，反應(yīng)④通二氧化碳將ZnO₂^2-轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為Zn（OH）₂，步驟⑤主要發(fā)生氫氧化鋅與硫酸的反應(yīng)，得到硫酸鋅的溶液，
（1）碳酸鋅可以和硫酸之間反應(yīng)生成硫酸鋅以及水、二氧化碳，所以①中產(chǎn)生的氣體是二氧化碳，故答案為：CO₂；
（2）硫酸鋅、硫酸亞鐵以及硫酸銅的混合溶液中，加氧化劑雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，以便于步驟③除去，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：將溶液中的Fe²⁺離子氧化為Fe³⁺；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）Na₂ZnO₂的溶液通二氧化碳，可以將ZnO₂^2-轉(zhuǎn)化為沉淀Zn（OH）₂，反應(yīng)為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-，故答案為：ZnO₂^2-+2CO₂+2H₂O=Zn（OH）₂↓+2HCO₃^-；
（4）流程中物質(zhì)的循環(huán)使用可以達(dá)到綜合利用、節(jié)能減排的目的，上述流程①中產(chǎn)生的二氧化碳，可以用于④中二氧化碳的來(lái)源，故答案為：CO₂； ④．

點(diǎn)評(píng)：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(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)等，題目難度中等．