变式2《天工开物》中记载金属锌的冶炼方法:每炉甘石(主要成分为碳酸锌)十斤,装载入一泥罐内,封裹泥固,以渐砑干,勿使见火坼裂。然后,逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团。冷定,毁罐取出。每十耗去其二,即倭铅也。倭铅即金属锌(已知主要发生的反应为 $2C + ZnCO_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} Zn + 3CO \uparrow$)。下列分析错误的是 ()
A.炉甘石属于混合物
B.该反应中一氧化碳为还原剂
C.冷却时锌由液态转化为固态需要放热
D."冷定"后再"毁罐"取锌是为防止锌重新被氧化
A.炉甘石属于混合物
B.该反应中一氧化碳为还原剂
C.冷却时锌由液态转化为固态需要放热
D."冷定"后再"毁罐"取锌是为防止锌重新被氧化
答案
B
解析
逐一分析选项:1. 选项A:炉甘石主要成分为碳酸锌,还含有其他杂质,属于混合物,该表述正确。2. 选项B:反应$2C + ZnCO_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} Zn + 3CO \uparrow$中,碳夺取氧元素,是还原剂,一氧化碳是反应的生成物,并非还原剂,该表述错误。3. 选项C:锌由液态转化为固态是凝固过程,凝固过程需要放热,该表述正确。4. 选项D:高温下锌易与空气中的氧气反应被氧化,冷却后温度降低再毁罐取锌,可防止锌重新被氧化,该表述正确。因此分析错误的是B。
典例3(8分)为了探究复分解反应发生的实质,A、B、C三组同学根据三个特殊的复分解反应分别设计了实验方案并开展了探究活动,请你参与他们的活动。
(1)[实验探究]
A组:探究酸碱反应。
在烧杯中加入氢氧化钾溶液后,滴几滴无色酚酞试液,然后逐滴加入稀盐酸,最后溶液为无色。小金认为溶液显中性,小东认为不对。小东按如表所示的实验方案进行实验。

B组:探究两种显碱性的溶液是可以反应的。
在烧杯中加入澄清石灰水,加入一定量的碳酸钠溶液后过滤。滤液中溶质是什么?小方认为溶质是NaOH。
小欢认为溶质是NaOH、Ca(OH)₂。
小华认为溶质还有可能是。
小华思考后用如表所示的方案验证了他的猜想。

C组:探究两种盐溶液是可以反应的。
小妮在烧杯中加入碳酸钠溶液,加入一定量的硝酸钡溶液后有白色沉淀生成。小妮得出结论:两种盐溶液是可以反应的。该反应的化学方程式为。
(2)[延伸与拓展]最后,A、B、C三个小组的同学把三个实验的废液倒在一起,结果发现:先有大量气泡产生,后有白色沉淀产生。过滤后得到无色澄清溶液。最终所得的滤液中一定含有的离子有。
[反思与总结]复分解反应的实质是两种离子接触后,生成了沉淀、气体或水。
(1)[实验探究]
A组:探究酸碱反应。
在烧杯中加入氢氧化钾溶液后,滴几滴无色酚酞试液,然后逐滴加入稀盐酸,最后溶液为无色。小金认为溶液显中性,小东认为不对。小东按如表所示的实验方案进行实验。
B组:探究两种显碱性的溶液是可以反应的。
在烧杯中加入澄清石灰水,加入一定量的碳酸钠溶液后过滤。滤液中溶质是什么?小方认为溶质是NaOH。
小欢认为溶质是NaOH、Ca(OH)₂。
小华认为溶质还有可能是。
小华思考后用如表所示的方案验证了他的猜想。
C组:探究两种盐溶液是可以反应的。
小妮在烧杯中加入碳酸钠溶液,加入一定量的硝酸钡溶液后有白色沉淀生成。小妮得出结论:两种盐溶液是可以反应的。该反应的化学方程式为。
(2)[延伸与拓展]最后,A、B、C三个小组的同学把三个实验的废液倒在一起,结果发现:先有大量气泡产生,后有白色沉淀产生。过滤后得到无色澄清溶液。最终所得的滤液中一定含有的离子有。
[反思与总结]复分解反应的实质是两种离子接触后,生成了沉淀、气体或水。
答案
解:
(1) 澄清石灰水和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,当碳酸钠过量时,滤液中的溶质为生成的NaOH和过量的Na₂CO₃,因此小华认为溶质还有可能是$\boldsymbol{NaOH、Na_2CO_3}$。
若小华的猜想正确,溶液中含有碳酸钠,加入过量稀盐酸后,碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳,因此实验现象为$\boldsymbol{有气泡产生}$。
碳酸钠和硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠,化学方程式为:
$\boldsymbol{Na_2CO_3 + Ba(NO_3)_2 = BaCO_3\downarrow + 2NaNO_3}$
(2) A组废液含KCl、过量HCl;B组废液含NaOH、Na₂CO₃;C组废液含生成的NaNO₃。三组废液混合后,先产生气泡是H⁺和CO₃²⁻反应,后产生白色沉淀是Ba²⁺和剩余CO₃²⁻反应,最终得到无色澄清溶液说明溶液无OH⁻,因此最终滤液中一定含有的离子为$\boldsymbol{Na^+、K^+、Cl^-、NO_3^-}$。
(1) 澄清石灰水和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,当碳酸钠过量时,滤液中的溶质为生成的NaOH和过量的Na₂CO₃,因此小华认为溶质还有可能是$\boldsymbol{NaOH、Na_2CO_3}$。
若小华的猜想正确,溶液中含有碳酸钠,加入过量稀盐酸后,碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳,因此实验现象为$\boldsymbol{有气泡产生}$。
碳酸钠和硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠,化学方程式为:
$\boldsymbol{Na_2CO_3 + Ba(NO_3)_2 = BaCO_3\downarrow + 2NaNO_3}$
(2) A组废液含KCl、过量HCl;B组废液含NaOH、Na₂CO₃;C组废液含生成的NaNO₃。三组废液混合后,先产生气泡是H⁺和CO₃²⁻反应,后产生白色沉淀是Ba²⁺和剩余CO₃²⁻反应,最终得到无色澄清溶液说明溶液无OH⁻,因此最终滤液中一定含有的离子为$\boldsymbol{Na^+、K^+、Cl^-、NO_3^-}$。
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