高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气，因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。同时，由于粗锌中还含有铁等杂质，使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁，为了充分利用制氢废液，常用其制备皓矾（ZnSO₄·7H₂O）。某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾。制备皓矾的实验流程如下图所示。

已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为：Fe（OH）₃：2．7-3．7
Fe（OH）₂:7．6-9．6  Zn（OH）₂:5．7-8．0试回答下列问题：
（1）加入的试剂①,供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H₂O₂、浓硫酸、浓硝酸等，最好选用        ，其理由是                                       ；
（2）加入的试剂②,供选择使用的有：a、Zn粉，b、ZnO，c、Zn（OH）₂，d、ZnCO₃，e、ZnSO₄等，可选用             ；
（3）从晶体1→晶体2，该过程的名称是       ；
（4）在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是               。

(18分)过氧化钠(Na₂O₂)是中学常见物质，常见的过氧化物还包括过氧化钙(CaO₂)。已知:过氧化钠与CO₂反应有气体生成，而将SO₂通入过氧化钠粉末中也有气体生成。有人提出CO₂、SO₂与过氧化钠的反应原理相同，但也有人提出SO₂具有较强的还原性，CO₂无强还原性，反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判断。
实验一:向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO₂反应的特点。
(1)提出假设:
假设1:反应后固体中只有________，证明SO₂未被氧化；
假设2:反应后固体中只有________，证明SO₂完全被氧化；
假设3:__________________________证明______________________。
实验探究:
实验二:通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如下:

(2)试剂A可以选用________，试剂B的作用是________。
(3)实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下)，用上述有关测量数据判断，SO₂未被氧化、完全被氧化的V-m₁关系式。
未被氧化:____________，完全被氧化:____________。
（4）若SO₂完全被氧化，写出反应的化学方程式: __________________________

（本题共10分）短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态，并有下列转化关系（反应条件略去）：

已知：a：常见双原子单质分子中，X分子含共价键最多。
b：甲分子中含10个电子，乙分子中含有18个电子。
（1）X的结构式是                。
（2）实验室可用下图所示装置（缺少收集装置，夹持固定装置略去）制备收集甲。

①在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图。      
②试管中的试剂是（填化学式）              
③烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用电离方程式表示）
                                                                  。
④写出工业制甲的化学方程式                                        。

炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO₂等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO₄·7H₂O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；锌的金属活动性比镉强。
试回答下列问题：
（1）“浸出”时用到的“试剂X”为            (填名称)。
（2）写出“氧化”过程的离子方程式                                      。
（3）“调pH”过程可以选用          。（从以下选项选择， 填序号）
A．H₂SO₄       B．ZnO    C．NaOH
“滤渣2”的主要成分是                             (填化学式，下同)。
（4）“试剂Y”是______________；“滤渣3”的成分为______________________。
（5）“操作1”的方法是___          ____；在“操作1”时，必须采取的实验措施是                 。