Question

9．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，理由是使废渣完全反应；通入空气的目的是：①起搅拌作用，使反应充分，②使NO转化为硝酸．通入空气反应的化学方程式为4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃．
（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
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Zn Cu．
（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2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．

Answer 1

分析 结合给出的流程图和给予的信息提示进行问题的分析和解答，在解答中注意要紧扣生产流程的产品，过程中要减少杂质的引入．

解答 解：
（1）由于是处理废渣，使其中的锌完全转化，所以加入的酸应该是过量．在过程中通入空气根据给的“3FeO+10HNO₃═3Fe（NO₃）₃+NO+5H₂O，NO有毒，能与氧气和水反应生成硝酸”可知，一方面空气的鼓入会使固体在酸液中翻滚起到搅拌加大接触提高反应效率，另外一方面就是使有毒的NO和氧气接触进而转化成硝酸进一步去和废渣反应．对应的反应物为一氧化氮和氧气由于生成硝酸，根据质量守恒定律可知还有水作反应物，生成物只有硝酸，对应的化学方程式为：4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃；
（2）由于最后要得到氧化锌，所以为了避免过程引入新的杂质，在给定的物质中氧化锌可以使用；
（3）废渣中含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO等杂质，而信息中“在“除杂Ⅰ”步骤中，只有铁离子能形成氢氧化铁沉淀”强调在除杂I中已经除掉了铁元素，所以只剩锌元素和铜元素，所以在除杂II中应该加入过量的锌让铜元素完全转化为单质而除去，所以得到的滤渣中含有生成的铜和剩余的锌．
（4）在“碳化合成”中，反应物为硝酸锌和碳酸钠和水（根据碱式碳酸锌中含有氢元素推测出来的），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（为二氧化碳），同时根据质量守恒定律可知还需要生成硝酸钠，对应的化学方程式为2Zn（NO₃）₂+2 Na₂CO₃+H₂O═Zn₂（OH）₂CO₃+4NaNO₃+CO₂↑．（配平时用先假设碱式碳酸锌的系数为1，配平其他）
故答案为：（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↑．

点评 给出的转化关系看起来很复杂，其实考查的问题是相对简单或者是熟悉的，所以解答时要从问题入手，也就是先看要解答的问题然后带着问题阅读题干，寻找解答的有效信息．