高考化學(xué)課時(shí)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)教學(xué)案35 專題二十八 化學(xué)與技術(shù) 考點(diǎn)三 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用

eq\a\vs4\al(考點(diǎn)三化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用)1無機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷原料石灰石和黏土純堿、石灰石和石英砂黏土反應(yīng)原理在高溫下，發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化在高溫下，發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。其中的主要反應(yīng)是Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑原料混合→加工成型→干燥→燒結(jié)→冷卻等主要成分硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)Na2O·CaO·6SiO2(普通玻璃)成分復(fù)雜主要性質(zhì)具有水硬性，與水摻和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬玻璃沒有固定熔點(diǎn)；易被氫氟酸腐蝕；易被堿腐蝕抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型學(xué)霸巧學(xué)卡有關(guān)玻璃制備的提醒(1)向普通硅酸鹽水泥中加入石膏，是為了調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。(2)鋼化玻璃與普通玻璃在成分上沒有區(qū)別，把普通玻璃放入電爐中加熱至軟化，然后急速冷卻即得鋼化玻璃。(2)新型無機(jī)非金屬材料①分類及應(yīng)用類型性能與應(yīng)用新型陶瓷碳化硅(SiC)硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作優(yōu)質(zhì)磨料和航天器涂層材料氮化硅(Si3N4)硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)受熱面等單晶硅半導(dǎo)體材料，制作計(jì)算機(jī)芯片、集成電路碳單質(zhì)金剛石新一代信息材料石墨電的良導(dǎo)體、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，用作電極C60在新型儲(chǔ)氫材料、復(fù)合材料、納米材料、超導(dǎo)體的制造方面前景廣闊②制備反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)方程式碳化硅SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up17(>1900℃))SiC＋2CO↑氮化硅3Si＋2N2eq\o(=,\s\up17(>1300℃))Si3N43SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl硅SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(1600～1800℃))Si＋2CO↑Si＋3HCleq\o(=,\s\up17(250～300℃),\s\do15(Cu粉或Ag粉))SiHCl3＋H2SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1100～1200℃))Si＋3HCl2金屬材料(1)金屬和合金都是金屬材料，而金屬的氧化物不是金屬材料。常見的金屬材料有生鐵、鋼、硬鋁、黃銅等。(2)煉鐵、煉鋼和煉鋁的比較煉鐵煉鋼煉鋁原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石生鐵、氧化劑(空氣、純氧、氧化鐵等)、生石灰、脫氧劑鋁土礦(主要成分為Al2O3)化學(xué)原理在高溫下用還原劑將鐵從其氧化物中還原出來在高溫下用氧化劑把生鐵中過多的碳和其他雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣除去電解熔融的氧化鋁有關(guān)反應(yīng)①還原劑的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up17(高溫))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO②鐵的還原：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up17(高溫))2Fe＋3CO2③爐渣的生成：CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑，SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3①氧化劑的生成：2Fe＋O2eq\o(=,\s\up17(高溫))2FeO②降碳，除雜，調(diào)硅、錳：如C＋FeOeq\o(=,\s\up17(高溫))CO↑＋Fe③造渣：生成的硅、錳氧化物及鐵水中的硫、磷與造渣材料反應(yīng)形成爐渣排出④脫氧并調(diào)整成分：2FeO＋Sieq\o(=,\s\up17(高溫))2Fe＋SiO2①提純Al2O3：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3，2Al(OH)3eq\o(=,\s\up17(△))Al2O3＋3H2O②電解：加入冰晶石降低Al2O3的熔點(diǎn)，2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up17(950～970℃),\s\do15(電解、Na3AlF6))4Al＋3O2↑主要設(shè)備煉鐵高爐轉(zhuǎn)爐電解槽學(xué)霸巧學(xué)卡煉鋼和煉鐵的區(qū)別(1)煉鐵和煉鋼的原料不同、原理不同，煉鐵是利用還原劑將鐵礦石中的鐵還原出來，煉鋼是利用氧化劑除去生鐵中過多的碳和其他雜質(zhì)。(2)煉鐵高爐與鐵礦石反應(yīng)的還原劑不是C，而是CO。(3)不銹鋼是在普通鋼的基礎(chǔ)上加入12%以上的鉻元素和適量鎳熔合而成。3高分子化合物與材料(1)合成有機(jī)高分子材料的主要化學(xué)反應(yīng)為加成聚合反應(yīng)和縮合聚合反應(yīng)。(2)線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料的比較合成材料線型高分子材料體型高分子材料常見物質(zhì)合成纖維、部分塑料(如聚乙烯)部分塑料(如電木)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以共價(jià)鍵結(jié)合成高分子鏈，鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合以共價(jià)鍵構(gòu)成高分子鏈，鏈與鏈之間以共價(jià)鍵大量交聯(lián)性質(zhì)特點(diǎn)具有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度、脆性較小，不能導(dǎo)電沒有彈性和可塑性，不能溶解或熔融，在溶劑中能溶脹，硬度和脆性較大，不能導(dǎo)電(3)新型高分子材料①功能高分子材料的特定功能主要通過以下三種途徑獲得：a．由含有某種特定功能官能團(tuán)的單體直接聚合(如能導(dǎo)電的高分子化合物等)；b．通過化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈或側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的基團(tuán)(如高吸水性樹脂等)；c．通過合理的加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化(如微膠囊等)。②復(fù)合材料一般是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)過特殊加工而制成的。例如，玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)就是由玻璃纖維和高分子化合物復(fù)合而成的復(fù)合材料。(4)廢舊高分子材料的回收利用①通過再生和改性利用，重新做成多種有用的材料和制品。②采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料。③將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能。1.用無機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料，其生產(chǎn)流程示意圖如下：下列有關(guān)說法不正確的是()A．制取粗硅時(shí)生成的氣體是COB．生產(chǎn)鋁、銅、高純硅以及玻璃的過程中都涉及氧化還原反應(yīng)C．黃銅礦冶煉銅時(shí)，產(chǎn)生的SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用于煉鐵D．粗硅制高純硅時(shí)，提純SiCl4可用多次分餾的方法答案B解析選項(xiàng)A，高溫下SiO2與C反應(yīng)得到粗硅，生成的氣體是CO，正確；選項(xiàng)B，生產(chǎn)玻璃的過程中不涉及氧化還原反應(yīng)，不正確；選項(xiàng)C，SO2經(jīng)兩步轉(zhuǎn)化生成H2SO4，F(xiàn)eO用CO還原可得Fe，正確；選項(xiàng)D，SiCl4受熱變?yōu)闅怏w，多次分餾可除去SiCl4中的雜質(zhì)，正確。2．開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說法正確的是()A．氮化硅陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料B．C60屬于原子晶體，用于制造納米材料C．纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料D．單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維答案A解析本題考查新材料。C60是分子晶體，俗稱“足球烯”，B錯(cuò)；纖維素乙酸酯是人工制備的，又稱“人造纖維”，C錯(cuò)；制造光導(dǎo)纖維的原料是SiO2，D錯(cuò)。[考法綜述]材料在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著越來越重要的作用，研究材料的結(jié)構(gòu)、制造方法及如何應(yīng)用是高考命題時(shí)設(shè)置問題的主要落腳點(diǎn)，近年來的新課標(biāo)高考越來越多地涉及了材料方面的問題?？疾樯婕暗闹饕獌?nèi)容是材料的制備方法、材料的維護(hù)以及材料的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。命題法關(guān)于材料制備的化工流程典例隱形飛機(jī)上吸收雷達(dá)波的涂料之一為錳鋅鐵氧體(MnxZn1－xFe2O4)。以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如圖所示：已知：在該工藝條件下，①Fe3＋、Zn2＋、Mn2＋完全形成氫氧化物沉淀時(shí)溶液的pH分別為3.7、9.4、12.4；②Zn(OH)2在pH大于10.5時(shí)開始溶解。請(qǐng)回答下列問題：(1)用稀硫酸酸浸時(shí)，為了提高浸出率可采取的措施有__________________(任寫一條)。(2)酸浸時(shí)，廢舊鋅錳電池中的二氧化錳被雙氧水還原的反應(yīng)的離子方程式為______________________。(3)加入NaOH溶液兩次調(diào)節(jié)溶液pH的目的分別是______________、______________。(4)有同學(xué)認(rèn)為該工藝流程中，水蒸氣加熱之前還缺少一個(gè)步驟，該步驟是________________。(5)檢測(cè)濾液成分后，加入一定量的MnSO4和鐵粉的目的是__________________________________________。(6)當(dāng)x＝0.2時(shí)，所得到的錳鋅鐵氧體對(duì)雷達(dá)波的吸收能力特別強(qiáng)，試用氧化物的形式表示該錳鋅鐵氧體的組成________________。[解析](1)加熱、攪拌、增大H2SO4的濃度等措施均能提高反應(yīng)速率，從而提高浸出率。(2)MnO2為氧化劑，H2O2為還原劑，H2SO4為酸性介質(zhì)，反應(yīng)生成MnSO4、O2、H2O：MnO2＋H2O2＋H2SO4=MnSO4＋O2↑＋2H2O，將該化學(xué)方程式改寫為離子方程式即可。(3)根據(jù)錳鋅鐵氧體的組成可知，其不含有SOeq\o\al(2－,4)，所以需將反應(yīng)所得的Mn2＋、Zn2＋、Fe3＋與SOeq\o\al(2－,4)分離，第一次加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至9.4時(shí)，Zn2＋、Fe3＋能完全沉淀，同時(shí)生成的Zn(OH)2不溶解，過濾后，實(shí)現(xiàn)與SOeq\o\al(2－,4)的分離，過濾后的濾液中存在Mn2＋，第二次加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至12.4時(shí)，Mn2＋也完全沉淀，再經(jīng)過濾實(shí)現(xiàn)與SOeq\o\al(2－,4)的分離。(4)過濾得到的濾渣會(huì)吸附一些雜質(zhì)離子，需洗滌除去。(5)錳鋅鐵氧體要符合MnxZn1－xFe2O4的組成，檢測(cè)濾液成分后，加入一定量的MnSO4和鐵粉的目的就是調(diào)節(jié)濾液中Mn、Fe元素的含量，使各元素的配比符合錳鋅鐵氧體的組成。(6)當(dāng)x＝0.2時(shí)，錳鋅鐵氧體的化學(xué)式為Mn0.2Zn0.8Fe2O4，即MnZn4Fe10O20，根據(jù)制備流程可知，MnZn4Fe10O20中Mn為＋2價(jià)，Zn為＋2價(jià)，設(shè)Fe元素為＋n價(jià)，則有2＋8＋10n＝40，解得n＝3，則MnZn4Fe10O20用氧化物的形式表示為MnO·4ZnO·5Fe2O3。[答案](1)加熱(攪拌、增大硫酸濃度等)(2)MnO2＋H2O2＋2H＋=Mn2＋＋O2↑＋2H2O(3)使溶液中的Zn2＋、Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，同時(shí)防止生成的Zn(OH)2溶解使溶液中的Mn2＋完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀(4)洗滌(5)調(diào)節(jié)濾液中Mn、Fe元素的含量，使各元素的配比符合錳鋅鐵氧體的組成(6)MnO·4ZnO·5Fe2O3【解題法】物質(zhì)制備類化工流程題解題方法化學(xué)與技術(shù)涉及大量的物質(zhì)制備類化工生產(chǎn)流程題，這類題目一般采用如下方法：(1)明確原始物質(zhì)及目標(biāo)產(chǎn)物。(2)明確化工生產(chǎn)流程主線的特點(diǎn)，一個(gè)完整的物質(zhì)制備化工生產(chǎn)流程一般具有下列特點(diǎn)：eq\x(原料)→eq\x(\a\al(對(duì)原料的,預(yù)處理))→eq\x(\a\al(核心化,學(xué)反應(yīng)))→eq\x(\a\al(產(chǎn)品的提,純分離))→eq\x(\a\al(目標(biāo),產(chǎn)物))根據(jù)以上特點(diǎn)，首先逐一分析每一步流程中涉及的化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)原理、重要的操作步驟以及試劑和儀器等，然后與目標(biāo)產(chǎn)物聯(lián)系起來，形成整體思維，這樣就能化繁為簡(jiǎn)，提升解題能力。1．氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下：回答下列問題：(1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是________。溶解溫度應(yīng)控制在60～70℃，原因是__________________________________________(2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式___________________。(3)步驟⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是________(寫名稱)。(4)上述工藝中，步驟⑥不能省略，理由是__________________。(5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有________(填字母)。A．分餾塔 B．離心機(jī)C．反應(yīng)釜 D．框式壓濾機(jī)(6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品mg，將其置于過量的FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用amol·L－1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反應(yīng)中Cr2Oeq\o\al(2－,7)被還原為Cr3＋。樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。答案(1)CuSO4(或Cu2＋)'溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解(2)2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2Cl－＋H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(3)硫酸(4)醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化(5)BD(6)eq\f(0.597ab,m)×100%解析(1)題中采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl，所以步驟①還原劑只能是單質(zhì)銅，氧化產(chǎn)物為CuSO4。(2)步驟③中的反應(yīng)物為硫酸銅、亞硫酸銨、氯化銨，生成了CuCl，銅元素化合價(jià)降低，所以SOeq\o\al(2－,3)作還原劑，生成SOeq\o\al(2－,4)，配平得：2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2Cl－＋H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋。(3)由步驟①中加入了硫酸，經(jīng)過步驟⑧回收到硫酸銨可知酸洗采用的酸是硫酸。(4)CuCl難溶于乙醇，在潮濕的空氣中易水解氧化，所以醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化。(5)工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有離心機(jī)和框式壓濾機(jī)。(6)根據(jù)題中信息可得關(guān)系式：6CuCl～6Fe2＋～Cr2Oeq\o\al(2－,7)，則n(CuCl)＝a×b×10－3×6mol,m(CuCl)＝a×b×10－3×6×99.5g＝0.597abg，故樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(0.597ab,m)×100%。2．以磷石膏(主要成分CaSO4，雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。(1)勻速向漿料中通入CO2，漿料清液的pH和c(SOeq\o\al(2－,4))隨時(shí)間變化如圖。清液pH>11時(shí)CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式為_______________；能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有________(填序號(hào))。A．?dāng)嚢铦{料B．加熱漿料至100C．增大氨水濃度D．減小CO2通入速率(2)當(dāng)清液pH接近6.5時(shí)，過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為________和________(填化學(xué)式)；檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是__________________________________________。(3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體，隨著浸取液溫度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因是___________________。答案(1)CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2=CaCO3＋2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2O(或CaSO4＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3＋SOeq\o\al(2－,4))'AC(2)SOeq\o\al(2－,4)'HCOeq\o\al(－,3)'取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全(3)浸取液溫度上升，溶液中c(H＋)增大，促進(jìn)固體中Ca2＋浸出解析(1)清液pH>11時(shí)，通入CO2，CO2在堿性條件下轉(zhuǎn)化為COeq\o\al(2－,3)，CaSO4與COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaCO3和SOeq\o\al(2－,4)。攪拌漿料、增大氨水濃度能提高轉(zhuǎn)化速率；加熱漿料至100℃，氨水易揮發(fā)，CO2會(huì)逸出，轉(zhuǎn)化速率降低；減小CO2通入速率會(huì)降低轉(zhuǎn)化速率。(2)當(dāng)清液的pH接近6.5時(shí)，清液呈弱酸性，濾液中濃度最大的陰離子為SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)。根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)知，沉淀中可能含有(NH4)2SO4，可通過檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)來檢驗(yàn)沉淀是否洗滌完全。(3)NHeq\o\al(＋,4)的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，隨著浸取液溫度上升，NHeq\o\al(＋,4)的水解程度增大，溶液中c(H＋)增大，促進(jìn)固體中Ca2＋浸出。3．(1)下列有關(guān)敘述正確的是________。A．堿性鋅錳電池中，MnO2是催化劑B．銀鋅紐扣電池工作時(shí)，Ag2O被還原為AgC．放電時(shí)，鉛酸蓄電池中硫酸濃度不斷增大D．電鍍時(shí)，待鍍的金屬制品表面發(fā)生還原反應(yīng)(2)鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬，目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅。某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分)，以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示：回答下列問題：①硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進(jìn)行，所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學(xué)式為________。②焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)的________操作。③浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為________，其作用是________________________________________。④電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb－Ag合金惰性電極，陽極逸出的氣體是__________。⑤改進(jìn)的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒過程，又可獲得一種有工業(yè)價(jià)值的非金屬單質(zhì)?！把鯄核峤敝邪l(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為____________。⑥我國(guó)古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅。明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“升煉倭鉛”的記載：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，……，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅，……，冷淀，毀罐取出，……，即倭鉛也?！痹摕掍\工藝過程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，倭鉛是指金屬鋅)答案(1)BD(2)①ZnO②浸出③鋅粉置換出Fe等④O2⑤2ZnS＋4H＋＋O2=2Zn2＋＋2S↓＋2H2O⑥ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋3CO↑解析(1)堿性鋅錳電池中，MnO2在正極發(fā)生反應(yīng)，不是催化劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銀鋅紐扣電池工作時(shí)，Ag2O在正極得電子生成單質(zhì)Ag，B項(xiàng)正確；鉛酸蓄電池放電時(shí)，正、負(fù)極反應(yīng)都消耗H2SO4，硫酸濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍍時(shí)，待鍍的金屬制品表面金屬陽離子得電子生成金屬單質(zhì)，D項(xiàng)正確。(2)①在氧氣氣氛的沸騰爐中，焙燒ZnS得到ZnO和SO2，焙砂的主要成分為ZnO。②含塵煙氣凈化后可制得硫酸，該酸可用于后續(xù)的浸出操作。③由題給條件可知，浸出液中混有雜質(zhì)金屬離子，需加入鋅粉將活潑性比鋅弱的金屬離子置換出來，以達(dá)到凈化的目的。④陽極是陰離子放電，即4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，放出氧氣。⑤由題給信息可知，參加反應(yīng)的是ZnS、O2和酸，生成的非金屬單質(zhì)只能是S，即發(fā)生反應(yīng)2ZnS＋4H＋＋O2=2Zn2＋＋2S↓＋2H2O。⑥該煉鋅工藝過程是用碳還原ZnCO3，化學(xué)方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋3CO↑。4．三氧化二鎳(Ni2O3)是一種重要的電子元件材料和蓄電池材料。工業(yè)上利用含鎳廢料(鎳、鐵、鈣、鎂合金為主)制取草酸鎳(NiC2O4·2H2O)，再高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳。已知草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水。根據(jù)下列工藝流程示意圖回答問題。(1)操作1為______________________。(2)生產(chǎn)過程中多次進(jìn)行過濾，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作中需用到玻璃棒，下列實(shí)驗(yàn)操作中玻璃棒的作用完全相同的是________(填字母)。①配制0.1mol/L的H2SO4溶液②測(cè)定Na2CO3溶液的pH③用淀粉-KI試紙檢驗(yàn)溶液中氧化性離子④加熱食鹽溶液制備NaCl晶體⑤配制20%的KNO3溶液A．①⑤B．②③C．④⑤D．①④(3)加入H2O2發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為______________；加入Na2CO3溶液調(diào)pH至4.0～4.5，其目的為___________________；加入NH4F(4)草酸鎳(NiC2O4·2H2O)在熱空氣中干燥脫水后在高溫下煅燒三小時(shí)，制得Ni2O3，同時(shí)獲得混合氣體。草酸鎳受熱分解的化學(xué)方程式為____________________。(5)工業(yè)上還可用電解法制取Ni2O3。用NaOH溶液調(diào)NiCl2溶液的pH至7.5，加入適量Na2SO4后采用惰性電極電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2有80%在弱堿性條件下生成ClO－，再把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。ClO－氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的離子方程式為________________。amol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路中通過電子的物質(zhì)的量為__________________。(6)電解法制取Ni2O3的實(shí)際過程中，有時(shí)獲得一種結(jié)晶水合物，已知含1mol該物質(zhì)中含有0.5mol結(jié)晶水。取該化合物20.2g進(jìn)行充分加熱，獲得Ni2O3固體和0.2mol水，則該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為________________________。答案(1)加酸溶解，過濾(2)BC(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O促進(jìn)鐵離子水解沉淀完全Ca2＋、Mg2＋(4)2NiC2O4eq\o(=,\s\up17(高溫))Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑(5)ClO－＋2Ni(OH)2=Cl－＋Ni2O3＋2H2O1.25amol(6)NiOOH·eq\f(1,2)H2O(或2NiOOH·H2O)解析(1)分析實(shí)驗(yàn)流程：先加酸溶解樣品，過濾提純。(2)②③作用相同，用于蘸取溶液；④⑤作用相同，用于攪拌。(3)加入H2O2主要為了氧化亞鐵離子，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；加入Na2CO3溶液調(diào)pH至4.0～4.5，其目的是為了促進(jìn)鐵離子水解沉淀完全；加入NH4F，除掉的雜質(zhì)是Ca2＋、Mg2＋(5)ClO－＋2Ni(OH)2=Cl－＋Ni2O3＋2H2O1mol2n(ClO)amol則n(ClO)＝0.5aCl2＋2OH－→ClO－＋Cl－＋H2O0．8n(Cl2)0.5amol則n(Cl2)＝0.625進(jìn)行電解時(shí)：2Cl－2e－=Cl2↑2mol1moln(e－)0.625amol則n(e－)＝1.25(6)0.2mol水的質(zhì)量為3.6g，則m(Ni2O3)＝20.2g－3.6g＝16.6g，n(Ni2O3)＝0.1mol即：n(Ni2O3)∶n(H2O)＝0.1mol∶0.2mol＝1∶2，再利用原子守恒即可寫出結(jié)晶水合