Question

【題目】酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH�；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

化合物	Zn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
Ksp近似值	10－17	10－17	10－39

(1)Fe(OH)3沉淀溶解平衡常數(shù)(Ksp)的表達(dá)式是什么？__________________。

(2)Fe(OH)3能否溶于稀硫酸？________。試用沉淀溶解平衡理論解釋。____________。

(3)常溫下，若使FeCl3溶液中的Fe3＋沉淀完全，需加入NaOH溶液調(diào)整溶液的pH為多少？(離子濃度小于1×10－5 mol·L－1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)_____________。

(4)向等物質(zhì)的量濃度的Zn2＋、Fe3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先產(chǎn)生的沉淀是什么？_____________。

(5)若在ZnCl2溶液中混有少量的Fe2＋，應(yīng)如何除去？_________。

Answer 1

【答案】Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－) 能 在沉淀溶解平衡Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)中加入稀H2SO4時(shí)，H＋與OH－發(fā)生中和反應(yīng)，上述平衡右移，故Fe(OH)3可溶于稀硫酸 Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1×10－5×c3(OH－)＝1×10－39，c(OH－)＝≈10-11.3 ，則溶液pH＝2.7 Fe(OH)3 先向混合溶液中加入適量稀鹽酸和H2O2溶液，再加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3，調(diào)節(jié)ZnCl2溶液的pH

【解析】

（1）Fe(OH)3在溶液中存在沉淀溶解平衡：Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)，沉淀溶解平衡常數(shù)Ksp= c(Fe3＋)·c3(OH－)；

（2）Fe(OH)3在溶液中存在沉淀溶解平衡：Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)，向Fe(OH)3中加入稀H2SO4，H＋與OH－發(fā)生中和反應(yīng)，OH－濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，導(dǎo)致Fe(OH)3溶解；

（3）當(dāng)FeCl3溶液中的Fe3＋完全沉淀時(shí)，溶液中Fe3＋離子濃度小于1×10－5 mol·L－1，則由Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)可得c(OH－)；

（4）Zn(OH)2飽和溶液中c(OH－)＝2×，Fe(OH)3飽和溶液中c(OH－)＝2×，由飽和溶液中c(OH－)大小可知，Fe(OH)3的溶解度小于Zn(OH)2；

（5）由Zn(OH)2和Fe(OH)2溶度積可知Zn(OH)2的溶解度和Fe(OH)2相等，則除去ZnCl2溶液中混有少量的Fe2＋應(yīng)先向混合溶液中加入適量稀鹽酸和H2O2溶液，將Fe2＋氧化為Fe3＋，再加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3與Fe3＋水解生成的H+反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋水解，使Fe3＋水解轉(zhuǎn)化為沉淀達(dá)到除雜的目的。

（1）Fe(OH)3在溶液中存在沉淀溶解平衡：Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)，沉淀溶解平衡常數(shù)Ksp= c(Fe3＋)·c3(OH－)，故答案為：c(Fe3＋)·c3(OH－)；

（2）Fe(OH)3在溶液中存在沉淀溶解平衡：Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)，向Fe(OH)3中加入稀H2SO4，H＋與OH－發(fā)生中和反應(yīng)，OH－濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，導(dǎo)致Fe(OH)3溶解，故答案為：能；在沉淀溶解平衡Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)中加入稀H2SO4時(shí)，H＋與OH－發(fā)生中和反應(yīng)，上述平衡右移，故Fe(OH)3可溶于稀硫酸；

（3）當(dāng)FeCl3溶液中的Fe3＋完全沉淀時(shí)，溶液中Fe3＋離子濃度小于1×10－5 mol·L－1，則由Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)可得，c(OH－)＝≈10-11.3 ，則溶液pH＝2.7，故答案為：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1×10－5×c3(OH－)＝1×10－39，c(OH－)＝≈10-11.3 ，則溶液pH＝2.7；

（4）Zn(OH)2飽和溶液中c(OH－)＝2×，Fe(OH)3飽和溶液中c(OH－)＝2×，由飽和溶液中c(OH－)大小可知，Fe(OH)3的溶解度小于Zn(OH)2，則向等物質(zhì)的量濃度的Zn2＋、Fe3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先產(chǎn)生的沉淀是Fe(OH)3，故答案為：Fe(OH)3；

（5）由Zn(OH)2和Fe(OH)2溶度積可知Zn(OH)2的溶解度和Fe(OH)2相等，則除去ZnCl2溶液中混有少量的Fe2＋應(yīng)先向混合溶液中加入適量稀鹽酸和H2O2溶液，將Fe2＋氧化為Fe3＋，再加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3與Fe3＋水解生成的H+反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋水解，使Fe3＋水解轉(zhuǎn)化為沉淀達(dá)到除雜的目的，故答案為：先向混合溶液中加入適量稀鹽酸和H2O2溶液，再加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3，調(diào)節(jié)ZnCl2溶液的pH。