Question

现从锌制品加工企业回收的废渣（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质）来制取氧化锌，流程如下：

有关氢氧化物完全沉淀的pH见下表：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2
pH	5.2	3.2	9.7	6.7	8.0

 

（l）在酸浸过程中，要提高锌元素的浸出率，可以采取          措施。

（2）上述流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有         。

（3）在“除杂I”步骤中，将溶液调至pH=4的目的是               。在“除杂II”后，溶液的pH约为6，则此步过滤时滤渣中含有                。

（4）在“碳化合成”中，生成的产物之一为碱式碳酸锌[Zn₂（OH）₂CO₃]，同时放出CO₂，请写出该反应的化学方程式                        。

（5）从滤液中提取NaNO₃晶体的操作步骤为                   。

（6）在实验室如何洗涤过滤出的碱式碳酸锌？                         。

 

Answer 1

【答案】

（16分）

（1）加热、搅拌（2分）

（2）烧杯、玻璃棒、漏斗   （3分）

（3）使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀除去（2分）

     Al(OH)₃、Cu、Zn    （2分）    （不填Zn不扣分）

（4）2Na₂CO₃+2Zn(NO₃)₂+H₂O=4NaNO₃+Zn₂(OH)₂CO₃+CO₂↑（2分）

（5）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分）

（6）往漏斗中加入少量蒸馏水，浸没沉淀，让其自然滤出，反复几次（2分）

【解析】

试题分析：（1）增大反应物浓度、升高温度、增大压强（有气体参加的反应）、增大固体表面积、使用合适的催化剂、研磨、搅拌、振荡等措施，都是加快反应速率、提高浸出率的常用措施；（2）过滤分离固液混合物，常用的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗、玻璃棒；（3）硝酸具有强氧化性和强酸性，酸性条件下空气中的氧气也能将亚铁离子氧化为铁离子，则溶液中含有Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、H⁺、NO₃^－，读表中信息可知，将溶液pH调至4时，铁离子完全变为氢氧化铁沉淀，可以除去溶液中的铁离子；将溶液pH调至6时，铝离子完全变为氢氧化铝沉淀，可以除去溶液中的铝离子，由于锌比铜活泼，则加入过量的锌不仅能消耗氢离子，而且能将铜离子完全还原为单质铜，既除去杂质，又没有引入新杂质，则除杂II所得滤渣主要成分为氢氧化铝、铜、锌；（4）依题意，加入的碳酸钠与硝酸锌溶液反应，生成碱式碳酸、二氧化碳，根据质量守恒原理可得该复分解反应方程式：2Na₂CO₃+2Zn(NO₃)₂+H₂O=4NaNO₃+Zn₂(OH)₂CO₃+CO₂↑；（5）硝酸钠是可溶性盐，溶解度随温度下降而明显减小，根据其性质推断，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硝酸钠晶体；（6）根据过滤之后洗涤沉淀的一般原理，洗涤碱式碳酸锌时，先向漏斗中加入少量蒸馏水，浸没沉淀，再让其自然滤出，反复几次即可。

考点：考查有关物质制备的化学工艺流程，涉及加快反应速率的措施、过滤、解释溶液pH控制到一定值的目的、滤渣成分、关键步骤的化学反应方程式、提取晶体的方法、沉淀的洗涤等。