Question

9．氧化鋅為白色粉末，無臭、無味，廣泛應用于橡膠、涂料、陶瓷、化工、醫(yī)藥、玻璃和電子等行業(yè)，為了變廢為寶，綜合應用資源，經常從鋅冶煉、鋅制品加工企業(yè)回收的廢渣（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO等雜質）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，經常要保持酸過量，理由是使廢渣完全反應；通入空氣的目的是：①起攪拌作用，使反應充分，②使NO轉化為硝酸．通入空氣反應的化學方程式為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，使溶液pH升高為4左右，請結合本廠實際，可加入的物質是A
A、ZnO   B、FeO  C、Fe₂O₃  D、CuO
（3）為了使產品更加純凈，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方程式2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．

Answer 1

分析 結合給出的流程圖和給予的信息提示進行問題的分析和解答，在解答中注意要緊扣生產流程的產品，過程中要減少雜質的引入．

解答 解：
（1）由于是處理廢渣，使其中的鋅完全轉化，所以加入的酸應該是過量．在過程中通入空氣根據給的“3FeO+10HNO₃═3Fe（NO₃）₃+NO+5H₂O，NO有毒，能與氧氣和水反應生成硝酸”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效率，另外一方面就是使有毒的NO和氧氣接觸進而轉化成硝酸進一步去和廢渣反應．對應的反應物為一氧化氮和氧氣由于生成硝酸，根據質量守恒定律可知還有水作反應物，生成物只有硝酸，對應的化學方程式為：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，在給定的物質中氧化鋅可以使用；
（3）廢渣中含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO等雜質，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”強調在除雜I中已經除掉了鐵元素，所以只剩鋅元素和銅元素，所以在除雜II中應該加入過量的鋅讓銅元素完全轉化為單質而除去，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，反應物為硝酸鋅和碳酸鈉和水（根據堿式碳酸鋅中含有氫元素推測出來的），生成的產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），同時根據質量守恒定律可知還需要生成硝酸鈉，對應的化學方程式為2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．（配平時用先假設堿式碳酸鋅的系數為1，配平其他）
故答案為：（1）使廢渣完全反應；使NO轉化為硝酸；4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃；
（2）A；
（3）Zn  Cu；
（4）2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．

點評 給出的轉化關系看起來很復雜，其實考查的問題是相對簡單或者是熟悉的，所以解答時要從問題入手，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．