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10. 提升题【工业背景】氯化锌是重要的化工原料，广泛用于电池制造、金属焊接、木材防腐等领域。工业上常利用含氧化锌(ZnO)的锌矿石为原料制备氯化锌晶体，工艺流程如下：
【查阅资料】①氢氧化锌是一种白色难溶于水的固体；
②氢氧化锌能与稀盐酸反应，生成氯化锌和水。
请完成下列填空。
(1)步骤①中，氧化锌与稀盐酸反应的化学方程式为。
(2)步骤②中生成的白色沉淀B是(填名称)。
(3)溶液C中所含溶质的化学式为。
(4)步骤a的操作名称是。
【查阅资料】①氢氧化锌是一种白色难溶于水的固体；
②氢氧化锌能与稀盐酸反应，生成氯化锌和水。
请完成下列填空。
(1)步骤①中，氧化锌与稀盐酸反应的化学方程式为。
(2)步骤②中生成的白色沉淀B是(填名称)。
(3)溶液C中所含溶质的化学式为。
(4)步骤a的操作名称是。
答案
解：
(1) $\ce{ZnO + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}O}$
(2) 氢氧化锌
(3) $\ce{ZnCl_{2}}$、$\ce{HCl}$
(4) 蒸发结晶
(1) $\ce{ZnO + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}O}$
(2) 氢氧化锌
(3) $\ce{ZnCl_{2}}$、$\ce{HCl}$
(4) 蒸发结晶
解析
【分析】
本题为工业制备氯化锌的流程题，需结合酸碱盐的反应规律、物质性质逐步推导各步产物：
1. 步骤①中，氧化锌（金属氧化物）与稀盐酸发生酸与金属氧化物的反应，生成氯化锌和水；
2. 步骤②中，溶液A含步骤①生成的氯化锌和过量稀盐酸，加入适量NaOH溶液时，NaOH先与盐酸中和，再与氯化锌反应生成白色难溶的氢氧化锌沉淀；
3. 步骤③中，沉淀B（氢氧化锌）与足量稀盐酸反应，生成氯化锌和水，因盐酸足量，溶液C中除生成的氯化锌外，还有过量的HCl；
4. 步骤a是从氯化锌溶液得到氯化锌晶体，需通过蒸发溶剂的操作。
【解析】
(1) 氧化锌与稀盐酸反应生成氯化锌和水，化学方程式为：$\ce{ZnO + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}O}$；
(2) 溶液A中的氯化锌与加入的NaOH反应，生成白色沉淀氢氧化锌，故B为氢氧化锌；
(3) 氢氧化锌与足量稀盐酸反应生成氯化锌和水，盐酸过量，因此溶液C的溶质为$\ce{ZnCl_{2}}$和$\ce{HCl}$；
(4) 从溶液中获得氯化锌晶体，需蒸发溶剂，操作名称为蒸发结晶。
【答案】
(1) $\ce{ZnO + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}O}$；(2) 氢氧化锌；(3) $\ce{ZnCl_{2}}$、$\ce{HCl}$；(4) 蒸发结晶
【知识点】
金属氧化物与酸反应，碱的性质，蒸发结晶
【点评】
本题以工业制备氯化锌为背景，考查酸碱盐的反应规律及物质分离操作，需结合流程中各步的反应物和反应条件推导产物，难度适中，是典型的工艺流程基础题。
【难度系数】
0.6
本题为工业制备氯化锌的流程题，需结合酸碱盐的反应规律、物质性质逐步推导各步产物：
1. 步骤①中，氧化锌（金属氧化物）与稀盐酸发生酸与金属氧化物的反应，生成氯化锌和水；
2. 步骤②中，溶液A含步骤①生成的氯化锌和过量稀盐酸，加入适量NaOH溶液时，NaOH先与盐酸中和，再与氯化锌反应生成白色难溶的氢氧化锌沉淀；
3. 步骤③中，沉淀B（氢氧化锌）与足量稀盐酸反应，生成氯化锌和水，因盐酸足量，溶液C中除生成的氯化锌外，还有过量的HCl；
4. 步骤a是从氯化锌溶液得到氯化锌晶体，需通过蒸发溶剂的操作。
【解析】
(1) 氧化锌与稀盐酸反应生成氯化锌和水，化学方程式为：$\ce{ZnO + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}O}$；
(2) 溶液A中的氯化锌与加入的NaOH反应，生成白色沉淀氢氧化锌，故B为氢氧化锌；
(3) 氢氧化锌与足量稀盐酸反应生成氯化锌和水，盐酸过量，因此溶液C的溶质为$\ce{ZnCl_{2}}$和$\ce{HCl}$；
(4) 从溶液中获得氯化锌晶体，需蒸发溶剂，操作名称为蒸发结晶。
【答案】
(1) $\ce{ZnO + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}O}$；(2) 氢氧化锌；(3) $\ce{ZnCl_{2}}$、$\ce{HCl}$；(4) 蒸发结晶
【知识点】
金属氧化物与酸反应，碱的性质，蒸发结晶
【点评】
本题以工业制备氯化锌为背景，考查酸碱盐的反应规律及物质分离操作，需结合流程中各步的反应物和反应条件推导产物，难度适中，是典型的工艺流程基础题。
【难度系数】
0.6
11. 提升题 某同学在学习酸的性质时，用大小、外形均相同的铝片分别与$\ce{H^{+}}$浓度相同的稀盐酸和稀硫酸反应。他发现：铝片与稀盐酸反应时放出气泡的速率明显快于与稀硫酸反应时放出气泡的速率。反应现象出现了上述差异的原因究竟是什么呢？
(1)该同学从微观角度分析，得出的结论是$\ce{H^{+}}$浓度相同的稀盐酸与稀硫酸的差异是不同。于是他提出了如下猜想，并进行了实验探究：
①$\ce{Cl^-}$能促进铝片和稀酸反应，$\ce{SO^{2-}_{4}}$对反应无影响；
②$\ce{Cl^-}$对反应无影响，$\ce{SO^{2-}_{4}}$能抑制铝片和稀酸反应；
③$\ce{Cl^-}$能促进铝片和稀酸反应，$\ce{SO^{2-}_{4}}$能抑制铝片和稀酸反应。
(2)请你将表格中的空白处补充完整。
(3)上述猜想是正确的。
(4)将第2组实验添加的试剂由$\ce{NaCl}$改为$\ce{HCl}$气体，(填“能”或“不能”)完成探究任务，理由是。
(1)该同学从微观角度分析，得出的结论是$\ce{H^{+}}$浓度相同的稀盐酸与稀硫酸的差异是不同。于是他提出了如下猜想，并进行了实验探究：
①$\ce{Cl^-}$能促进铝片和稀酸反应，$\ce{SO^{2-}_{4}}$对反应无影响；
②$\ce{Cl^-}$对反应无影响，$\ce{SO^{2-}_{4}}$能抑制铝片和稀酸反应；
③$\ce{Cl^-}$能促进铝片和稀酸反应，$\ce{SO^{2-}_{4}}$能抑制铝片和稀酸反应。
(2)请你将表格中的空白处补充完整。
(3)上述猜想是正确的。
(4)将第2组实验添加的试剂由$\ce{NaCl}$改为$\ce{HCl}$气体，(填“能”或“不能”)完成探究任务，理由是。
答案
解：
(1) 阴离子(或酸根离子)种类
(2) 表格第一组空白依次填写：$\ce{Na^{+}}$、$\ce{SO^{2-}_{4}}$；表格第二组空白填写：$\ce{Cl^-}$
(3) ①
(4) 不能；通入HCl气体会使溶液中$\ce{H^{+}}$浓度增大，存在$\ce{H^{+}}$浓度和$\ce{Cl^-}$两个变量，无法控制单一变量，不能验证$\ce{Cl^-}$对反应的促进作用。
(1) 阴离子(或酸根离子)种类
(2) 表格第一组空白依次填写：$\ce{Na^{+}}$、$\ce{SO^{2-}_{4}}$；表格第二组空白填写：$\ce{Cl^-}$
(3) ①
(4) 不能；通入HCl气体会使溶液中$\ce{H^{+}}$浓度增大，存在$\ce{H^{+}}$浓度和$\ce{Cl^-}$两个变量，无法控制单一变量，不能验证$\ce{Cl^-}$对反应的促进作用。
解析
【分析】
铝与H+浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应时速率不同，需从阴离子种类差异分析。实验采用控制变量法：第1组加Na₂SO₄，引入Na⁺和SO₄²⁻，反应无变化，说明这两种离子对反应无影响；第2组加NaCl，引入Na⁺和Cl⁻，反应加快，结合第1组可知Na⁺无影响，是Cl⁻促进反应。据此判断猜想，再分析改加HCl气体的变量问题，因HCl会增大H⁺浓度，导致变量不唯一，无法完成探究。
【解析】
(1) 稀盐酸的酸根离子是Cl⁻，稀硫酸的酸根离子是SO₄²⁻，H⁺浓度相同时，二者阴离子（酸根离子）种类不同，导致反应速率差异。
(2) 第1组加入Na₂SO₄，解离出Na⁺和SO₄²⁻，反应无明显变化，说明Na⁺和SO₄²⁻对反应无影响；第2组加入NaCl，解离出Na⁺和Cl⁻，反应明显加快，对比第1组（Na⁺无影响），说明Cl⁻对反应有促进作用，故表格空白依次填：第1组为Na⁺、SO₄²⁻；第2组为Cl⁻。
(3) 由实验结果，Cl⁻促进反应，SO₄²⁻无影响，对应猜想①正确。
(4) 若将第2组试剂改为HCl气体，HCl溶于水会使溶液中H⁺浓度增大，此时溶液中存在H⁺浓度和Cl⁻两个变量，无法控制单一变量，不能验证Cl⁻对反应的促进作用，故不能完成探究任务。
【答案】
(1) 阴离子(或酸根离子)种类
(2) 第1组空白：Na⁺、SO₄²⁻；第2组空白：Cl⁻
(3) ①
(4) 不能；通入HCl气体会使溶液中H⁺浓度增大，存在H⁺浓度和Cl⁻两个变量，无法控制单一变量，不能验证Cl⁻对反应的促进作用
【知识点】
影响反应速率的因素；控制变量法；酸的电离
【点评】
本题通过对比实验探究离子对铝与酸反应速率的影响，核心考查控制变量法的应用，需结合实验现象分析变量，理解单一变量原则，是一道注重实验探究能力的提升题。
【难度系数】
0.5
铝与H+浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应时速率不同，需从阴离子种类差异分析。实验采用控制变量法：第1组加Na₂SO₄，引入Na⁺和SO₄²⁻，反应无变化，说明这两种离子对反应无影响；第2组加NaCl，引入Na⁺和Cl⁻，反应加快，结合第1组可知Na⁺无影响，是Cl⁻促进反应。据此判断猜想，再分析改加HCl气体的变量问题，因HCl会增大H⁺浓度，导致变量不唯一，无法完成探究。
【解析】
(1) 稀盐酸的酸根离子是Cl⁻，稀硫酸的酸根离子是SO₄²⁻，H⁺浓度相同时，二者阴离子（酸根离子）种类不同，导致反应速率差异。
(2) 第1组加入Na₂SO₄，解离出Na⁺和SO₄²⁻，反应无明显变化，说明Na⁺和SO₄²⁻对反应无影响；第2组加入NaCl，解离出Na⁺和Cl⁻，反应明显加快，对比第1组（Na⁺无影响），说明Cl⁻对反应有促进作用，故表格空白依次填：第1组为Na⁺、SO₄²⁻；第2组为Cl⁻。
(3) 由实验结果，Cl⁻促进反应，SO₄²⁻无影响，对应猜想①正确。
(4) 若将第2组试剂改为HCl气体，HCl溶于水会使溶液中H⁺浓度增大，此时溶液中存在H⁺浓度和Cl⁻两个变量，无法控制单一变量，不能验证Cl⁻对反应的促进作用，故不能完成探究任务。
【答案】
(1) 阴离子(或酸根离子)种类
(2) 第1组空白：Na⁺、SO₄²⁻；第2组空白：Cl⁻
(3) ①
(4) 不能；通入HCl气体会使溶液中H⁺浓度增大，存在H⁺浓度和Cl⁻两个变量，无法控制单一变量，不能验证Cl⁻对反应的促进作用
【知识点】
影响反应速率的因素；控制变量法；酸的电离
【点评】
本题通过对比实验探究离子对铝与酸反应速率的影响，核心考查控制变量法的应用，需结合实验现象分析变量，理解单一变量原则，是一道注重实验探究能力的提升题。
【难度系数】
0.5
