Question

【題目】制備鋅印刷電路板是用稀硝酸腐蝕鋅板，產生的廢液稱“爛板液”。“爛板液”中除含有硝酸鋅外，還含有自來水帶入的Cl-和Fe3+。在實驗室里用“爛板液”制取znSO4·7H2O的過程如下:

（1）若稀硝酸腐蝕鋅板時還原產物為NH4NO3，氧化劑與還原劑的物質的量之比是 _________

（2）若步驟①的pH>12，則Zn（OH）2溶解生成四羥基合鋅酸鈉，寫出Zn（OH）2被溶解的離子方程式_____________

（3）濾液D中除了含有OH－離子外,還含有的陰離子有_________（填離子符號）。

（4）若濾液E的pH=4, c（Zn2+）=2mol/L,c（Fe3+）=2.6×10-9mol/L能求得的溶度積是____（填選項）

A Ksp［Zn（OH）2］ B Ksp［Zn（OH）2］和Ksp［Fe（OH）3］ C Ksp［Fe（OH）3］

（5）已知:①Fe（OH）3 （s） Fe3+（aq）+3OH-（aq） △H=a kJ/mol

②H2O （l） H+（aq）+ OH-（aq） △H=b kJ/mol

請寫出Fe3+發(fā)生水解反應的熱化學方程式___________

（6）若Fe（OH）3的溶度積常數(shù)為Ksp，H2O 的離子積常數(shù)為Kw ，Fe3+發(fā)生水解反應的平衡常數(shù)K=________。（用含Ksp、Kw的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】1:4 Zn（OH）2+2OH- =［Zn（OH）4］2- Cl- 、 NO3- C Fe3+（aq）+ 3H2O （l） Fe（OH）3 （s）+3 H+ （aq） △H=（3b-a） kJ/mol

【解析】

“爛板液”中除含硝酸鋅外，還含有自來水帶入的Cl－和Fe3＋，由流程可知，先加NaOH可沉淀鋅離子、鐵離子，濾液C、D均含硝酸鈉、氯化鈉，沉淀A洗滌后得到沉淀B，加硫酸控制pH分離出Fe（OH）3，濾液E含ZnSO4，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾分離出ZnSO4·7H2O。

（1）若硝酸被還原的產物為NH4NO3，金屬鋅全部生成硝酸鋅，反應可以表達為：4Zn+10HNO3=4 Zn（NO3）2+NH4NO3+3H2O，被還原的硝酸得NH4NO3，有1mol，未被還原的在鹽Zn（NO3）2和NH4NO3中，有9mol，氧化劑與還原劑的物質的量之比是1:4;

故答案為：1：4；

（2）Zn（OH）2溶解生成四羥基合鋅酸鈉，反應的離子方程式為Zn（OH）2+2OH－=[Zn（OH）4]2-，

故答案為：Zn（OH）2+2OH- =［Zn（OH）4］2- ；

（3）固體具有吸附性，沉淀A可吸附溶液中的Cl－、NO3－等離子，則濾液中應含有Cl－、NO3－，

故答案為：Cl-、NO3－；

（4）濾液E的pH=4，得到的沉淀為Fe（OH）3，Fe（OH）3的溶度積常數(shù)為Ksp=2.6×10-9×（10-10）3=2.6×10-39，

故答案為：C；

（5）已知:①Fe（OH）3 （s） Fe3+（aq）+3OH-（aq） △H=a kJ/mol

②H2O（l） H+（aq）+ OH-（aq） △H=b kJ/mol

結合蓋斯定律可知②×3-①可得：Fe3+發(fā)生水解反應的熱化學方程式Fe3+（aq）+ 3H2O（l） Fe（OH）3 （s）+3 H+ （aq） △H=（3b-a） kJ/mol ；

（6）若Fe（OH）3的溶度積常數(shù)為Ksp，H2O的離子積常數(shù)為Kw ，根據(jù)（5）②×3-①可得：Fe3+（aq）+ 3H2O（l） Fe（OH）3 （s）+3 H+ （aq） Fe3+發(fā)生水解反應的平衡常數(shù)K=，

答案為：。