Question

9．氧化鋅為白色粉末，無臭、無味，廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、陶瓷、化工、醫(yī)藥、玻璃和電子等行業(yè)，為了變廢為寶，綜合應(yīng)用資源，經(jīng)常從鋅冶煉、鋅制品加工企業(yè)回收的廢渣（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO等雜質(zhì)）來制取氧化鋅，其流程如圖所示：

信息：1、3FeO+10HNO₃═3Fe（NO₃）₃+NO+5H₂O，NO有毒，能與氧氣和水反應(yīng)生成硝酸．
2、在“除雜Ⅰ”步驟中，只有鐵離子能形成氫氧化鐵沉淀．
回答下列問題
（1）在酸浸過程中，經(jīng)常要保持酸過量，理由是使廢渣完全反應(yīng)；通入空氣的目的是：①起攪拌作用，使反應(yīng)充分，②使NO轉(zhuǎn)化為硝酸．通入空氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃．
（2）在“除雜Ⅰ”步驟中，加入一種金屬氧化物與過量的硝酸反應(yīng)，使溶液pH升高為4左右，請結(jié)合本廠實(shí)際，可加入的物質(zhì)是A
A、ZnO   B、FeO  C、Fe₂O₃  D、CuO
（3）為了使產(chǎn)品更加純凈，在“除雜Ⅱ”步驟中，濾渣的成分是Zn Cu．
（4）在“碳化合成”中，生成的產(chǎn)物之一為堿式碳酸鋅[Zn₂（OH）₂CO₃]，還生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體氧化物．請寫出碳化合成步驟的化學(xué)方程式2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．

Answer 1

分析 結(jié)合給出的流程圖和給予的信息提示進(jìn)行問題的分析和解答，在解答中注意要緊扣生產(chǎn)流程的產(chǎn)品，過程中要減少雜質(zhì)的引入．

解答 解：
（1）由于是處理廢渣，使其中的鋅完全轉(zhuǎn)化，所以加入的酸應(yīng)該是過量．在過程中通入空氣根據(jù)給的“3FeO+10HNO₃═3Fe（NO₃）₃+NO+5H₂O，NO有毒，能與氧氣和水反應(yīng)生成硝酸”可知，一方面空氣的鼓入會使固體在酸液中翻滾起到攪拌加大接觸提高反應(yīng)效率，另外一方面就是使有毒的NO和氧氣接觸進(jìn)而轉(zhuǎn)化成硝酸進(jìn)一步去和廢渣反應(yīng)．對應(yīng)的反應(yīng)物為一氧化氮和氧氣由于生成硝酸，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知還有水作反應(yīng)物，生成物只有硝酸，對應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃；
（2）由于最后要得到氧化鋅，所以為了避免過程引入新的雜質(zhì)，在給定的物質(zhì)中氧化鋅可以使用；
（3）廢渣中含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO等雜質(zhì)，而信息中“在“除雜Ⅰ”步驟中，只有鐵離子能形成氫氧化鐵沉淀”強(qiáng)調(diào)在除雜I中已經(jīng)除掉了鐵元素，所以只剩鋅元素和銅元素，所以在除雜II中應(yīng)該加入過量的鋅讓銅元素完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)而除去，所以得到的濾渣中含有生成的銅和剩余的鋅．
（4）在“碳化合成”中，反應(yīng)物為硝酸鋅和碳酸鈉和水（根據(jù)堿式碳酸鋅中含有氫元素推測出來的），生成的產(chǎn)物之一為堿式碳酸鋅[Zn₂（OH）₂CO₃]，還生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體氧化物（為二氧化碳），同時(shí)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知還需要生成硝酸鈉，對應(yīng)的化學(xué)方程式為2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．（配平時(shí)用先假設(shè)堿式碳酸鋅的系數(shù)為1，配平其他）
故答案為：（1）使廢渣完全反應(yīng)；使NO轉(zhuǎn)化為硝酸；4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃；
（2）A；
（3）Zn  Cu；
（4）2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．

點(diǎn)評 給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系看起來很復(fù)雜，其實(shí)考查的問題是相對簡單或者是熟悉的，所以解答時(shí)要從問題入手，也就是先看要解答的問題然后帶著問題閱讀題干，尋找解答的有效信息．