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(12分) ZrO2常用作陶瓷材料,可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4,也可表示为ZrO2·SiO2,还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取。
已知:①ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。

金属离子
Fe3+
Al3+
ZrO2+
开始沉淀时pH
1.9
3.3
6.2
沉淀完全时pH
3.2
5.2
8.0

(1)熔融时ZrSiO4发生反应的化学方程式为     ,滤渣I的化学式为     
(2)为使滤液I的杂质离子沉淀完全,需用氨水调pH=a,则a的范围是     ;继续加氨水至pH=b时,所发生反应的离子方程式为     
(3)向过滤III所得滤液中加入CaCO3粉末并加热,得到两种气体。该反应的离子方程式为     
(4)为得到纯净的ZrO2,Zr(OH)4需要洗涤,检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是     

科目 化学   题型 实验题   难度 较难
知识点: 常见气体制备原理及装置选择 探究沉淀溶解
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(共10分)如图,在试管a中先加入2mL95%的乙醇,边摇动边缓缓加入5mL浓H2SO4并充分摇匀,冷却后再加入2g无水醋酸钠,用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上,在试管b中加入7mL饱和碳酸钠溶液。连接好装置,用酒精灯对试管a加热,当观察到试管b中有明显现象时停止实验。

(1)写出a试管中的主要化学反应的方程式
(2)加入浓H2SO4的目的是
(3)试管b中观察到的现象是
(4)在实验中球形干燥管除起冷凝作用外,另一个重要作用是
(5)饱和Na2CO3溶液的作用是

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验
编号
实验目的
T/K
pH
c/10-3mol·L-1
H2O2
Fe2+

为以下实验作参照
298
3
6.0
0.30

探究温度对降解反应速率的影响






298
10
6.0
0.30


[数据处理]实验测得p—CP的浓度随时间变化的关系如下图。
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的平均反应速率;
v(p—CP)= mol·L-1·s-1

[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,该降解反应速率增大。但温度过高时(如接近100℃)反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,

[思考与交流](5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示,完成下列填空:

(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上电极反应为__________________,与电源负极相连的电极附近,溶液pH_________(选填“不变”、“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为_________
_______________________________________________________________。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是_________。
a. Ba(OH)2 b. Ba(NO3)2 c. BaCl2
(4)为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为_________(选填a、b、c)
a. 先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b. 先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c. 先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过_________、冷却、_________(填写操作名称)除去NaCl。

(8分)铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。请你协助他们探究所得气体的成分。
【提出猜想】
猜想一:所得气体中可能是SO2
猜想二:所得气体中可能是
猜想三:所得气体中可能是的混合气体。
【实验探究】
(1)将所得气体通入如下装置


证明猜想三正确的实验现象
(2)点燃试管中的气体前,必须要进行的操作是

下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务
[实验目的]制取乙酸乙酯
[实验原理]甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓H2SO4混合共热的方法制取乙酸乙酯,反应的方程式为
其中浓H2SO4的作用是
[装置设计]甲、乙、丙三位同学分别设计下列三套实验装置:

请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,我选择的装置是(选填“甲”或“乙”),丙同学将甲装置中的玻璃管改成球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是
[实验步骤]
①按我选择的装置仪器,在试管中先加入3mL乙醇,并在摇动下缓缓加入2mL浓H2SO4充分摇匀,冷却后再加入2mL冰醋酸;②将试管固定在铁架台上;③在试管B中加入适量的饱和Na2CO3溶液;④用酒精灯对试管A加热;⑤当观察到试管B中有明显现象时停止实验。
[问题讨论](1)步骤①装好实验装置,加入样品前还应检查
(2)试管B中饱和Na2CO3溶液的作用是
(3)从试管B中分离出乙酸乙酯的实验操作是

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