Question

現(xiàn)從鋅制品加工企業(yè)回收的廢渣（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等雜質(zhì)）來(lái)制取氧化鋅，流程如下：

有關(guān)氫氧化物完全沉淀的pH見(jiàn)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）在酸浸過(guò)程中，要提高鋅元素的浸出率，可以采取         措施。
（2）上述流程中多處涉及“過(guò)濾”，實(shí)驗(yàn)室中過(guò)濾操作需要使用的玻璃儀器有        。
（3）在“除雜I”步驟中，將溶液調(diào)至pH=4的目的是              。在“除雜II”后，溶液的pH約為6，則此步過(guò)濾時(shí)濾渣中含有               。
（4）在“碳化合成”中，生成的產(chǎn)物之一為堿式碳酸鋅[Zn₂（OH）₂CO₃]，同時(shí)放出CO₂，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                       。
（5）從濾液中提取NaNO₃晶體的操作步驟為                  。
（6）在實(shí)驗(yàn)室如何洗滌過(guò)濾出的堿式碳酸鋅？                        。

Answer 1

（16分）
（1）加熱、攪拌（2分）
（2）燒杯、玻璃棒、漏斗  （3分）
（3）使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為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）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾（3分）
（6）往漏斗中加入少量蒸餾水，浸沒(méi)沉淀，讓其自然濾出，反復(fù)幾次（2分）

解析試題分析：（1）增大反應(yīng)物濃度、升高溫度、增大壓強(qiáng)（有氣體參加的反應(yīng)）、增大固體表面積、使用合適的催化劑、研磨、攪拌、振蕩等措施，都是加快反應(yīng)速率、提高浸出率的常用措施；（2）過(guò)濾分離固液混合物，常用的玻璃儀器有燒杯、普通漏斗、玻璃棒；（3）硝酸具有強(qiáng)氧化性和強(qiáng)酸性，酸性條件下空氣中的氧氣也能將亞鐵離子氧化為鐵離子，則溶液中含有Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、H⁺、NO₃^－，讀表中信息可知，將溶液pH調(diào)至4時(shí)，鐵離子完全變?yōu)闅溲趸�鐵沉淀，可以除去溶液中的鐵離子；將溶液pH調(diào)至6時(shí)，鋁離子完全變?yōu)闅溲趸�鋁沉淀，可以除去溶液中的鋁離子，由于鋅比銅活潑，則加入過(guò)量的鋅不僅能消耗氫離子，而且能將銅離子完全還原為單質(zhì)銅，既除去雜質(zhì)，又沒(méi)有引入新雜質(zhì)，則除雜II所得濾渣主要成分為氫氧化鋁、銅、鋅；（4）依題意，加入的碳酸鈉與硝酸鋅溶液反應(yīng)，生成堿式碳酸、二氧化碳，根據(jù)質(zhì)量守恒原理可得該復(fù)分解反應(yīng)方程式：2Na₂CO₃+2Zn(NO₃)₂+H₂O=4NaNO₃+Zn₂(OH)₂CO₃+CO₂↑；（5）硝酸鈉是可溶性鹽，溶解度隨溫度下降而明顯減小，根據(jù)其性質(zhì)推斷，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到硝酸鈉晶體；（6）根據(jù)過(guò)濾之后洗滌沉淀的一般原理，洗滌堿式碳酸鋅時(shí)，先向漏斗中加入少量蒸餾水，浸沒(méi)沉淀，再讓其自然濾出，反復(fù)幾次即可。
考點(diǎn)：考查有關(guān)物質(zhì)制備的化學(xué)工藝流程，涉及加快反應(yīng)速率的措施、過(guò)濾、解釋溶液pH控制到一定值的目的、濾渣成分、關(guān)鍵步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式、提取晶體的方法、沉淀的洗滌等。