Question

【題目】活性ZnO在橡膠、塑料等工業中有重要應用，某工廠以含鉛鋅煙氣（主要成分是ZnO、PbO，還有少量FeO、CuO）制備活性ZnO的工藝流程如下：

（1）下圖為溫度與Zn、Pb元素浸出率的關系圖，“酸浸”時采用30℃而不是更高的溫度的原因是：①減少鹽酸揮發；②____。

（2）“氧化”的目的是除去酸浸液中的Fe2+，在pH約為5.1的溶液中，加入高錳酸鉀溶液，生成MnO2和Fe(OH)3沉淀，該反應的離子方程式為____。

（3）①若“過濾I”所得的濾液渾濁，則處理的方法為____。

②“除雜”時，濾渣Ⅱ的主要成分是Cu、Pb，試劑X應為____。

（4）在“過濾Ⅱ”后的溶液中加入Na2CO3溶液，生成堿式碳酸鋅［Zn2(OH)2CO3］等物質。

①該反應的化學方程式為____。

②檢驗堿式碳酸鋅洗滌干凈的操作為____。

Answer 1

【答案】 隨溫度升高，Zn2+浸出率基本不變，Pb2+浸出率增大，雜質含量增大 3Fe2++MnO4–+7H2O＝MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ 將濾液重新過濾 Zn 2Na2CO3 + 2ZnCl2 + H2O＝4NaCl + Zn2(OH)2CO3↓ + CO2↑（或3Na2CO3 + 2ZnCl2 + 2H2O＝4NaCl + Zn2(OH)2CO3↓ + 2NaHCO3） 取最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則洗凈

【解析】分析：從流程可知，含鉛鋅煙氣（主要成分是ZnO、PbO，還有少量FeO、CuO）用鹽酸酸浸金屬氧化物溶解，經高錳酸鉀氧化，調pH到5.1，反應生成MnO2和Fe(OH)3沉淀，過濾除去，濾液中加入Zn可除去Cu2+、Pb2+，最后加入Na2CO3溶液，生成堿式碳酸鋅［Zn2(OH)2CO3］等物質，最終得到活性ZnO。

詳解：（1）從Zn、Pb元素浸出率的關系圖可知， “酸浸”時采用30℃而不是更高的溫度的原因是除減少鹽酸揮發外，隨溫度升高，Zn2+浸出率基本不變，Pb2+浸出率增大，雜質含量增大；因此，本題答案為：隨溫度升高，Zn2+浸出率基本不變，Pb2+浸出率增大，雜質含量增大；

（2）“氧化”時高錳酸鉀將Fe2+氧化，生成MnO2和Fe(OH)3沉淀，根據電子守恒、電荷守恒和原子守恒寫出該反應的離子方程式為3Fe2++MnO4–+7H2O＝MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ ；

（3）①濾液渾濁，為避免產率減小，則處理的方法為將濾液重新過濾。 ②“除雜”時，溶液中含有Cu2+、Pb2+,加入Zn可置換出兩種金屬得到Cu、Pb，，且不引入雜質，所以試劑X應為Zn。因此，本題答案為：將濾液重新過濾 ； Zn；

（4）①ZnCl2與Na2CO3溶液反應，生成堿式碳酸鋅［Zn2(OH)2CO3］，根據原子守恒確定其它產物并配平，化學方程式為2Na2CO3 + 2ZnCl2 + H2O＝4NaCl + Zn2(OH)2CO3↓ + CO2↑（或3Na2CO3 + 2ZnCl2 + 2H2O＝4NaCl + Zn2(OH)2CO3↓ + 2NaHCO3）。

②堿式碳酸鋅表面可能吸附Cl-，洗滌干凈的操作為檢驗最后一次洗滌液中是否含有Cl-,即取最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則洗凈

。因此，本題答案為：2Na2CO3 + 2ZnCl2 + H2O＝4NaCl + Zn2(OH)2CO3↓ + CO2↑（或3Na2CO3 + 2ZnCl2 + 2H2O＝4NaCl + Zn2(OH)2CO3↓ + 2NaHCO3）；取最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則洗凈。