Question

氧化锌粉末广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃等行业，为综合应用资源，常从冶炼锌、锌制品加工企业回收的锌渣（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质）来制取氧化锌，流程如图：

有关氢氧化物沉淀完全的pH见下表：

（1）在酸浸过程中，常将锌渣碎成粉末并通入空气，同时保持酸过量，理由是     。
（2）上述工艺多处涉及“过滤”，实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、      。
（3）①在“除杂Ⅰ”中，常用酸性KMnO₄溶液，其目的是          ，KMnO₄是该反应的     （氧化剂、还原剂）。将溶液的pH调至4，目的是                      。
②在“除杂II”中，加入锌粉的目的是                                   。
（4）在“碳化合成”中，产物中有碱式碳酸锌［Zn₂(OH)₂CO₃］和CO₂等，请写出该反应的化学方程式                                                     。
（5）本工艺中，过滤分离次数较多，其明显的缺陷是                         。

Answer 1

（1）增大反应面积，加快反应速率（2分）；保证锌渣充分反应。（1分）
（2）玻璃棒、漏斗 （2分，漏写一个得1分）
（3）①将Fe²⁺转化成为Fe³⁺（2分），氧化剂（1分）  使Fe³⁺ 完全转化为Fe(OH)₃沉淀（2分）
②除去溶液中的Cu²⁺（或调节溶液的pH值）（2分）
（4）2Na₂CO₃+2Zn(NO₃)₂+H₂O=4NaNO₃+Zn₂(OH)₂CO₃+CO₂↑（2分，未配平扣1分）
（5）过滤次数较多，锌元素损失较多（2分）

试题分析：（1）酸浸采取的措施与加快反应速率、提高浸出率或原料的利用率；
（2）过滤需要漏斗、玻璃棒、烧杯等玻璃仪器；
（3）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，将Fe²⁺转化成为Fe³⁺，调节pH使Fe³⁺ 完全转化为Fe(OH)₃沉淀；锌比铜活泼，可以除去溶液中的Cu²⁺（或调节溶液的pH值）；
（4）由原子守恒可知，2Na₂CO₃+2Zn(NO₃)₂+H₂O=4NaNO₃+Zn₂(OH)₂CO₃+CO₂↑；
（5）过滤次数较多，锌元素损失较多，降低产率。