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19.锌及其氧化物(ZnO,白色,难溶于水,溶于强酸)具有广泛的应用.
(一)锌的广泛应用
(1)锌被称之为“生命元素”.儿童、青少年如果缺锌严重,将会导致“侏儒 症”和智力发育不良.经常吃贝壳类海产品、红色肉类等含锌的食物有利补“锌”.这里的“锌”是指B.
A.单质           B.元素          C.原子         D.分子
(2)实验室用锌与稀硫酸制取氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑.
(3)锌与铜熔合可形成“黄铜”,它属于A(选填序号).
A.金属材料      B.无机非金属材料      C.合成材料      D.复合材料
(二)活性ZnO制取的探究
[实验方案]工业上用粗氧化锌(含少量FeO)制取活性氧化锌,其流程如图1:

[查阅资料]一些阳离子以氢氧化物形式开始沉淀、完全沉淀时溶液的pH如表.
沉淀物Fe(OH)3Zn(OH)2Fe(OH)2
开始沉淀pH1.56.26.3
完全沉淀pH3.28.09.7
[问题探究]
(4)“溶解”前将粗氧化锌粉碎成细颗粒,目的是增大接触面积,使其充分反应.
(5)“溶解”后得到的酸性溶液中含有ZnSO4、H2SO4、FeSO4.除铁池中加入适量H2O2,使Fe2+转化为Fe3+;为使溶液中Fe3+全部转化为Fe(OH)3,而Zn2+不形成Zn(OH)2,则应加入氨水控制溶液的pH的范围为3.2~6.2.
(6)“沉淀池”中的沉淀经过滤、洗涤等操作得纯净固体M,其组成为:aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O.
确认固体M已经洗涤干净的操作是:取最后一次洗涤液,最好选择下列C,
向其中滴入无现象,则已经洗干净.
A.紫色石蕊试液     B.少量稀盐酸    C.氯化钡溶液或硝酸钡溶液
[组成测定]固体B的组成会影响制得的ZnO的活性.为确定aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O的组成,进行如下实验(假设每步反应、吸收均完全):
[查阅资料]aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O受热分解生成ZnO、H2O、CO2三种产物.
(7)写出装置B中发生反应的化学方程式aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$(a+b)ZnO+(b+c) H2O+aCO2↑.现称取35.9g aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O在B装置中进行完全煅烧,测得装置C和D的质量分别增重7.2g和4.4g.
[实验分析及数据处理]
(8)装置A的作用是吸收空气中的水和二氧化碳.
(9)根据上述数据,则生成ZnO的质量为24.3g;a:b:c=1:2:2.
(10)若没有E装置,则测得的a值偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”).

分析 (1)人体如果缺乏某种元素,会患疾病,例如缺乏钙元素时容易患佝偻病或骨质疏松症,缺乏碘元素时容易患甲状腺肿大等;
食品含有的钙、锌、铁、碘等通常是指元素;
(2)根据反应物、生成物书写化学方程式;
(3)根据物质的分类进行分析;
(4)粗氧化锌粉碎成细颗粒是增大接触面积,加快反应速率,提高生产效率;
(5)根据氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水进行分析;
(6)根据碳酸根离子的检验分析;
(7)根据反应物、生成物书写化学方程式;
(8)根据A能吸收空气中的水和二氧化碳解答;
(9)根据C吸收的是水,D吸收的是二氧化碳,碱式碳酸锌样品35.9g,装置C增加的质量为7.2g,故生成水的质量为7.2g;装置D增加的质量为4.4g,生成二氧化碳的质量为4.4g,故氧化锌的质量为35.9g-7.2g-4.4g=24.3g,计算各物质的物质的量,利用元素守恒计算碱式碳酸锌中a、b、c;
(10)根据E能吸收空气中的水和二氧化碳解答.

解答 解:(1)人体缺少锌元素会导致儿童发育迟缓,智力低下,导致侏儒症;食品含有的钙、锌、铁、碘等通常是指元素,故填:侏儒;B;
(2)实验室用锌与稀硫酸制取氢气,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;故填:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
(3)根据物质的分类,合金属于金属材料,故选A;
(4)将粗氧化锌粉碎成细颗粒是增大接触面积,加快反应速率,提高生产效率;故答案:增大接触面积,使其充分反应;
(5)氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,FeO与硫酸反应生成硫酸亚铁,所以“溶解”后得到的酸性溶液中含有反应生成的硫酸锌、硫酸亚铁和过量的硫酸,从表中可以看出,在pH控制在3.2~6.2的范围内,只生成氢氧化铁沉淀,故填:H2SO4;3.2~6.2;
(6)确认固体M已经洗涤干净的操作是:取最后一次洗涤液,向其中滴入氯化钡溶液或硝酸钡溶液无现象,则已经洗干净,故选C;
(7)aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O受热分解生成ZnO、H2O、CO2三种产物化学方程式:aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$(a+b)ZnO+(b+c) H2O+aCO2↑;
(8)装置A能吸收空气中的水和二氧化碳,排除空气中的水和二氧化碳的干扰;故填:吸收空气中的水和二氧化碳;
(9)C吸收的是水,D吸收的是二氧化碳,碱式碳酸锌样品35.9g,装置C增加的质量为7.2g,故生成水的质量为7.2g;装置D增加的质量为4.4g,生成二氧化碳的质量为4.4g,故氧化锌的质量为35.9g-7.2g-4.4g=24.3g,根据化学方程式aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$(a+b)ZnO+(b+c) H2O+aCO2↑;
n(H2O)=$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol,n(CO2)=$\frac{4.4g}{44g/mol}$=0.1mol,n(ZnO)=$\frac{24.3g}{81g/mol}$=0.3mol,(a+b):(b+c):a=0.3mol:0.4mol:0.1mol=3:4:1,则a:b:c=1:2:2;故填:24.3;1:2:2;
(10)E处应该添加一个盛有的干燥管,碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,那么装置D吸收了一部分空气中的二氧化碳,增重大于实际分解得到的二氧化碳,使实验结果偏大;故填:偏大.
故答案为:(1)侏儒,B;
(2)Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
(3)A;
(4)增大接触面积,使其充分反应;
(5)H2SO4,1.5~3.2;
(6)C;
(7)aZnCO3•bZn(OH)2•cH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$(a+b)ZnO+(b+c) H2O+aCO2↑;
(8)除去空气中的H2O和CO2;
(9)24.3;1:2:2;
(10)偏大.

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读获取信息能力、对操作步骤的分析评价、物质的分离提纯、氧化学计算等,是对所学知识的综合运用与能力的考查,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力.

练习册系列答案
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科目:初中化学 来源: 题型:选择题

17.如图是a、b、c三种物质的溶解度曲线,下列分析不正确的是(  )
A.t2℃时,将50g a物质放入50g水中充分溶解后只能得到75g a的饱和溶液
B.t1℃时a、c两种物质的饱和溶液中溶质质量相等
C.将t1℃时a、b、c三种物质的饱和溶液升温至t2℃时,所得溶液的溶质质量分数关系是b>a>c
D.将接近饱和的c溶液变为饱和溶液,其溶液溶质质量分数可能不变

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科目:初中化学 来源: 题型:实验探究题

18.电解水实验可以确定水的组成.甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进行探究.
【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗?
【查阅资料】
图Ⅰ所示装置可用于电解水实验;
硫酸钠可增强水的导电性,硫酸钠溶液呈中性.

【实验与讨论】
三位同学分别向U形管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液,接通直流电,观察现象,电解一段时间后,断开电源.
(1)实验中发现试管①电极附近的溶液迅速变红,管②电极附近的溶液任为无色,乙同学用pH试纸测定管②电极附近的溶液,pH小于7.  说明试管①电极附近的溶液呈碱性,管②附近的溶液呈酸(选填“酸”、“碱”或“中”)性.
(2)甲同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅱ所示倒入烧杯中,发现红色立刻消失.乙同学、丙同学将试验后U形管中的溶液按图Ⅲ所示分别倒入烧杯中,发现红色不完全消失.经讨论与分析,乙、丙同学的试验中溶液的红色不消失,原因可能是酸不足(或酸液残留在管壁上等).
(3)甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等,再将洗涤液倒入自己实验的烧杯中,观察现象:
甲同学的溶液仍为无色.
乙同学的溶液中红色仍不消失.
丙同学的溶液中红色恰好褪去(或立即消失).
(4)甲、乙、丙同学分析了实验现象,为确证溶液的酸碱性,又进行下列实验:
甲同学用pH试纸来测定溶液,原因是实验中滴加酚酞的溶液变为无色,可能呈中性,也可能因酸过量而呈酸性,故用pH试纸来确认.
乙同学向溶液中滴加稀硫酸(或酸),使溶液中红色刚好褪去.因为造成(3)中溶液的红色仍不消失的原因是乙同学用pH试纸测定管②电极附近溶液时消耗了少量酸.
【解释与结论】
用硫酸钠增强水的导电性时,电解后溶液混合均匀,呈中性.
【交流与反思】
甲同学取55g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解,消耗了5g水后,则电解后硫酸钠溶液的质量分数为2.2%.
甲同学的老师上课时用NaOH增强水的导电性,电解后溶液的碱性增强.
乙同学的老师上课时用H2SO4增强水的导电性,电解后溶液的酸性增强.

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科目:初中化学 来源: 题型:解答题

7.化学兴趣小组探究采用下列花汁制作酸碱指示剂,实验记录如下:
汁  液在不同溶液中的颜色变化
蒸馏水白醋石灰水
红玫瑰粉红色粉红色绿色
紫卷心菜紫蓝色红色绿色
胡萝卜橙色橙色橙色
根据上表信息完成:
(1)不能作酸碱指示剂的是胡萝卜.
(2)小娟用此紫卷心菜汁测定某雨水的酸碱性,发现紫卷心菜汁呈红色.则该雨水呈酸性(选填“酸”、“碱”或“中性”).
(3)现要准确测定该雨水样品的pH,先在试管中取少量样品,用玻璃棒蘸取待测液,滴到pH试纸上,将呈现的颜色与标准比色卡对照,读出pH.

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科目:初中化学 来源: 题型:选择题

14.下列各组物质能共存于同一溶液的是(  )
A.CuCl2、KNO3、NaOHB.HCl、K2SO4、Na2CO3
C.NaNO3、KCl、(NH4)2SO4D.HCl、KNO3、NaOH

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科目:初中化学 来源: 题型:填空题

4.用符号表示下列意义或写出符号的意义:
5个铁原子5Fe                3个二氧化硫分子3SO2
铝元素的化合价为+3价$\stackrel{+3}{Al}$       4Cu2+4个铜离子.

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科目:初中化学 来源: 题型:实验探究题

11.图1是小红按课本进行的一个化学实验,在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味,这种气体对人体的呼吸道有刺激和腐蚀作用.于是小明对原实验装置进行了改进,装置如图2所示.

【实验操作】
a.向B、C、E三支试管中分别加入 5mL的蒸馏水,各滴入1~2滴无色酚酞溶液,振荡,观察溶液颜色.
b.在A、D试管中分别加入 2mL浓氨水,立即用带橡胶塞的导管按图3-4-11连接好,并将D试管放置在盛有热水的烧杯中,观察几分钟.
【分析讨论】
(1)E试管放有酚酞溶液的目的是进行对比.
(2)进行操作b时观察到的现象是C中溶液先变红色,B中溶液后变红色.
(3)由此可以得到的实验结论是:①分子是不断运动的,②温度越高,分子运动的越快.
(4)对比改进前的实验,改进后实验的优点是不污染环境.

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科目:初中化学 来源: 题型:实验探究题

8.向盛有10mL稀盐酸(其中滴有少量紫色石蕊试剂)的烧杯中加入氢氧化钠溶液,用pH计(测pH的仪器)测定溶液的pH,所得数据如下.请分析并回答下列问题:
加入NaOH溶液的体积/mL02468101214
烧杯中溶液的pH1.11.21.41.62.07.011.012.2
(1)当加入氢氧化钠溶液的体积为10mL时,稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应;
(2)当加入氢氧化钠溶液的体积为13mL时,溶液显蓝色;
(3)当烧杯中溶液的pH=1.4时,溶液中的溶质有哪些?NaCl和HCl(或氯化钠和盐酸).

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科目:初中化学 来源: 题型:推断题

9.下列各物质之间有如图所示反应关系,根据图回答下列问题

(1)C为CaCO3G为H2(写化学式);
(2)步骤③中发生反应的化学方程式为CuSO4+Fe=Cu+FeSO4、H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑.
(3)A是初中化学中常见离子构成的一种化合物,该物质中一定含有Cu、C、O元素.

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同步练习册答案