Question

【題目】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(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，其流程如下圖所示：

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(jīng)常要保持酸過量，理由是；通入空氣的目的是：①起攪拌作用，使反應充分，②。通入空氣反應的化學方程式為。
（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(zhì)是
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。
（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方程式。

Answer 1

【答案】
（1）使廢渣完全反應,使NO轉(zhuǎn)化為硝酸,4NO+3O2+2H2O=4HNO3
（2）A
（3）Zn、Cu
（4）Zn(NO3)2+2 Na2CO3+H2O= Zn2(OH)2CO3+4NaNO3+CO2↑
【解析】（1）鋅渣中加入硝酸將其溶解和氧化，轉(zhuǎn)化為Zn2+、Fe3+、Cu2+、Fe2+，鼓入空氣①可以起到攪拌的作用，讓其充分反應，然后通過過濾，除去不溶性雜質(zhì)；②NO有毒，能與氧氣和水反應生成硝酸。將有毒氣體轉(zhuǎn)化成酸，減少污染物的排放，反應方程式為：4NO+3O2+2H2O=4HNO3
（2）A、 ZnO B、 FeO C、Fe2O3 D、CuO，四種物質(zhì)都能與硝酸反應生成硝酸鹽和水，使溶液的溶液pH升高為4左右，由于本廠的目的是生產(chǎn)氧化鋅，所以應選用ZnO，不引入雜質(zhì)；
（3）為了使產(chǎn)品更加純凈，在“除雜Ⅱ”步驟中，應加入過量的鋅，將銅、鐵完全從溶液中置換出來，濾渣的成分是鋅、鐵、銅；
（4）據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應前后元素的種類不變，“碳化合成”中，生成的產(chǎn)物之一為堿式碳酸鋅［Zn2(OH)2CO3］，有氫元素，所以反應物中還有水，能使澄清石灰水變渾濁的氣體氧化物為二氧化碳，所以依據(jù)質(zhì)量守恒定律可得方程式為：2Zn(NO3)2+2 Na2CO3+H2O= Zn2(OH)2CO3+4NaNO3+CO2↑.
所以答案是：（1）使廢渣完全反應；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↑．

【考點精析】掌握金屬材料的選擇依據(jù)是解答本題的根本，需要知道黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金．重金屬：如銅、鋅、鉛等；有色金屬輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬．