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元素化学23：锌及其化合物 （时间：2.5小时 满分：100分） 第 题（9分）推断一种金属元素 阅读如下信息后，回答问题：元素M是仅次于铁而在生物细胞中大量存在的金属元素，是必需元素之一；M用于制合金、白铁、干电池、烟火等；其粉末为强还原剂，可用于有机合成、染料制备以及金、银的冶炼；其氧化物是一种白色颜料。 1．M的元素符号是 ，核外电子排布是 。 2．M的最重要的两种矿物的化学式是 和 。 M最重要的一种“矾”的名称是 ，化学式是 。 3．M能否与强酸（HCl）或强碱（NaOH）反应。如果能，写出离子反应方程式。 4．试设计测定M的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH的实验方案。 5．砒霜自古以来就被认为是剧毒的物质。古代确定人是否是砒霜中毒，常在硫酸介质中，将M与砒霜混合生成AsH3，AsH3受热分解产生As单质，从而得到砷镜。 则产生AsH3的化学反应方程式为 。 第 题（10分）书写反应方程式 1．把锌粉投入用NaOH碱化的NaNO3溶液，有氨气产生。试写出配平的化学方程式； 2．元素锌的氧化物和氢氧化物有两性。现将5mol/L的Na2ZnO2溶液和8mol/L的盐酸按1︰2体积比混合，请用一个离子方程式表述该反应； 3．锌钡白（立德粉）是ZnSO4和BaS以相同物质的量混合后反应制成白色颜料。 （1）写出由菱锌矿（ZnCO3）为主要原料制锌钡白的有关反应的化学方程式。 （2）若菱锌矿中含有Fe2＋、Ni2＋等杂质，在制备过程中如何除去？（已知：φ0Fe2+/Fe＝－0.44，φ0Ni2+/Ni＝－0.25） 4．有人利用中学实验室里的常见试剂做了一个小魔术：铜币变“银币”，“银币”变“金币”。魔术手法如下：取某银白色金属A的粉末，投入氢氧化钠溶液，加热，发生反应①：A溶于氢氧化钠得到无色透明的溶液甲，同时放出氢气；把铜币投入热的溶液甲，片刻，发生反应②：铜币变成“银币”；把“银币”从溶液甲中取出，用蒸馏水冲洗干净，并用细软的纸擦干，发给观众悦目；从观众手里取回“银币”，用坩埚钳夹住，在酒精灯火焰上加热，发生反应③：“银币”变成了与金的色泽几乎完全一样的“金币”。 （1）写出反应①②的配平的化学方程式。 （2）“银”是什么？结出它的化学符号；“金”又是什么？给出它的通用名称。 第 题（9分）锌的纳米化合物 纳米科技是20世纪80年代末期诞生并正在崛起的新科技，纳米结构的微粒具有微米粒子所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等。 1．作为一种过渡金属硫化物，纳米硫化锌显示出许多特异的光电性能，在光致发光、电致发光、磷光体、传感器、红外窗口材料、光催化等许多领域有着广泛的用途。 （1）在一项新型的制备纳米硫化锌的（快速）均匀沉淀法中，先利用气相蒸发技术制备出平均粒径为80nm的锌粉粒子，高活性的锌粉粒子在接触空气时表面会有一部分被氧化，即为Zn/ZnO纳米粉粒。将适量的Zn/ZnO粉粒置于一定浓度的Na2S溶液中，形成悬浮液，在50℃下超声振荡，反应体系的颜色由黑转白，形成ZnS沉淀，过滤，洗涤，得到平均粒径为40nm的球状ZnS微粒。请写出上述反应的化学方程式； （2）纳米硫化锌制备方法有很多。还可以采用氧化还原法合成ZnS纳米粒子，并结合水热或溶剂热法的特点，使之在“活性”水或甲苯中进行反应。①水热法：摩尔比1︰1准确称量0.02mol硫代硫酸钠和醋酸锌（分析纯），分别用适量去离子水溶解、混合均匀、搅拌0.5h后移入水热反应釜中，加去离子水至填充度约为85%密封，用磁力搅拌器进行搅拌，同时缓慢加热升温。②溶剂热法：同上相同量的反应物，分别加入50mL甲苯，100℃下恒温搅拌1h完全溶解后混合搅拌，移入反应釜，填充度约为85%密封，加热升温。上面两种方法中，有以下共同特点：都发生氧化还原反应，都是硫代硫酸钠既作氧化剂又是还原剂，而且产物中都有酸性物质生成（但不是同种酸）。假设两个反应都恰好完全反应，请写出两个化学方程式。 2．尖晶石的合成常利用前驱物法，例如合成ZnFe2O4，先将Zn2＋、Fe3＋按浓度比1︰2配成溶液，再向溶液中加入适量Na2C2O4溶液，加热蒸发得沉淀前驱物，将前驱物熔烧即得产物。 （1）写出有关反应式； （2）说明前驱物法的优点（至少三点） 第 题（10分）推断锌的无机化合物 将ZnSO4溶液与H2O2混合，再往混合溶液中加入适量的NaOH溶液，不久可沉淀出二元化合物A。X射线研究表明，A与黄铁矿FeS2具有相同的结构。 1．写出生成A的离子反应方程式。 2．FeS2的结构与NaCl结构相似。将Na＋用A中阳离子（记为X）取代，Cl－用A中的阴离子（记为Y