Question

【题目】氧化锌为白色粉末，无臭、无味，广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，为了变废为宝，综合应用资源，经常从锌冶炼、锌制品加工企业回收的废渣（含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO等杂质）来制取氧化锌，其流程如下图所示：

信息：1、3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+5H2O，NO有毒，能与氧气和水反应生成硝酸。 2、在“除杂Ⅰ”步骤中，只有铁离子能形成氢氧化铁沉淀。
回答下列问题
（1）在酸浸过程中，经常要保持酸过量，理由是；通入空气的目的是：①起搅拌作用，使反应充分，②。通入空气反应的化学方程式为。
（2）在“除杂Ⅰ”步骤中，加入一种金属氧化物与过量的硝酸反应，使溶液pH升高为4左右，请结合本厂实际，可加入的物质是
A.ZnO
B.FeO
C.Fe2O3
D.CuO
（3）为了使产品更加纯净，在“除杂Ⅱ”步骤中，滤渣的成分是。
（4）在“碳化合成”中，生成的产物之一为碱式碳酸锌［Zn2(OH)2CO3］，还生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体氧化物。请写出碳化合成步骤的化学方程式。

Answer 1

【答案】
（1）使废渣完全反应,使NO转化为硝酸,4NO+3O2+2H2O=4HNO3
（2）A
（3）Zn、Cu
（4）Zn(NO3)2+2 Na2CO3+H2O= Zn2(OH)2CO3+4NaNO3+CO2↑
【解析】（1）锌渣中加入硝酸将其溶解和氧化，转化为Zn2+、Fe3+、Cu2+、Fe2+，鼓入空气①可以起到搅拌的作用，让其充分反应，然后通过过滤，除去不溶性杂质；②NO有毒，能与氧气和水反应生成硝酸。将有毒气体转化成酸，减少污染物的排放，反应方程式为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3
（2）A、 ZnO B、 FeO C、Fe2O3 D、CuO，四种物质都能与硝酸反应生成硝酸盐和水，使溶液的溶液pH升高为4左右，由于本厂的目的是生产氧化锌，所以应选用ZnO，不引入杂质；
（3）为了使产品更加纯净，在“除杂Ⅱ”步骤中，应加入过量的锌，将铜、铁完全从溶液中置换出来，滤渣的成分是锌、铁、铜；
（4）据质量守恒定律可知反应前后元素的种类不变，“碳化合成”中，生成的产物之一为碱式碳酸锌［Zn2(OH)2CO3］，有氢元素，所以反应物中还有水，能使澄清石灰水变浑浊的气体氧化物为二氧化碳，所以依据质量守恒定律可得方程式为：2Zn(NO3)2+2 Na2CO3+H2O= Zn2(OH)2CO3+4NaNO3+CO2↑.
所以答案是：（1）使废渣完全反应；使NO转化为硝酸；4NO+3O2+2H2O═4HNO3；
（2）A；
（3）Zn Cu；
（4）2Zn（NO3）2+2 Na2CO3+H2O═Zn2（OH）2CO3+4NaNO3+CO2↑．

【考点精析】掌握金属材料的选择依据是解答本题的根本，需要知道黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金．重金属：如铜、锌、铅等；有色金属轻金属：如钠、镁、铝等；有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属．