Question

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、Al₂O₃等杂质）来制取氧化锌，其流程如图所示：

有关氢氧化物沉淀完全的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

回答下列问题
（1）在酸浸过程中，经常要保持酸过量，而且要通入空气，理由是

 

．
（2）上述工艺流程中多处涉及“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，经常使用酸性高锰酸钾溶液，并调节溶液的pH．将溶液调至pH=4的目的是

 

．
（4）在“碳化合成”中，生成的产物之一为碱式碳酸锌[Zn₂（OH）₂CO₃]，请写出碳化合成步骤的化学方程式

 

．
（5）在“洗涤”过程中，证明沉淀洗涤完全的标志是

 

．
（6）由于本工艺液固分离次数较多，明显的不足是

 

．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：实验设计题

分析：（1）保持酸过量，可保证锌渣酸浸充分，通空气起搅拌作用，可使反应充分；
（2）过滤操作使用漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器；
（3）根据沉淀和pH表分析控制溶液的pH；
（4）根据反应物和生成物来书写化学方程式；
（5）在“洗涤”过程中，若未洗净则含有钠离子，根据检验钠离子的存在判断；
（6）液固分离次数较多，会导致锌的损失较大；

解答： 解：（1）在酸浸过程中，经常要保持酸过量，可保证锌渣酸浸充分，而且要通入空气，通空气起搅拌作用，使反应充分，可提高锌的浸出速率，
故答案为：保证锌渣酸浸充分；通空气起搅拌作用，使反应充分；
（2）过滤的原理：过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离开来的一种混合物分离的方法，过滤时需要制作过滤器的漏斗、滤纸、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯等，所以需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）Fe（OH）₃完全沉淀的PH为3.2，“除杂I”步骤中，将溶液调至pH=4，可以让三价铁转化为氢氧化铁沉淀而除去，
故答案为：使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去；
（4）在“碳化合成”中，是碳酸钠和硝酸锌的水溶液之间发生反应生成产物之一为碱式碳酸锌[Zn₂（OH）₂CO₃]，同时放出CO₂，依据原子守恒该反应可表示成2Na₂CO₃+2Zn（NO₃）₂+H₂O=[Zn₂（OH）₂CO₃+CO₂+4NaNO₃，
故答案为：2Na₂CO₃+2Zn（NO₃）₂+H₂O=[Zn₂（OH）₂CO₃+CO₂+4NaNO₃；
（5）在“碳化合成”中，生成的产物之一为碱式碳酸锌，在“洗涤”过程中，若未洗净则含有钠离子，取最后一次洗涤液，做焰色反应，若未见黄色火焰，则表示洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤液，做焰色反应，若未见黄色火焰，则表示洗涤干净；
（6）本工艺液固分离次数较多，在液固多次分离的过程中，锌的损失较大，
故答案为：锌的损失较大；

点评：本题考查晶体的制备及混合物的分离、提纯，注意已知信息与所学知识的结合来分析解答问题，除杂流程及表格数据是解答本题的关键，题目难度中等，侧重学生分析问题、解决问题能力的培养．