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ZnSO47H2O的過程如圖所示

（1）若稀硝酸腐蝕鋅板時還原產物為N2O，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，Zn(OH) 2溶解的離子方程式為_____。

（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-1,c(Fe3＋)＝2.6×10-9mo·L-l試求出Fe(OH)3的溶度積常數__（只需寫出結果即可）。

（5）已知:①Fe(OH)3（s） Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）H＝a kJ mol·L-1②H2O(l) H＋（aq）＋OH－（aq）H＝b kJ·mol·L-1，若①的溶度積常數為Ksp，②的離子積常數為Kw，Fe3＋發生水解反應的平衡常數:K＝____（用含Kw、Ksp的代數式表示）。

Answer 1

【答案】1:2 Zn(OH)2+2OH=[Zn(OH)4]2 Cl、NO3 2.6×10-39

【解析】

根據實驗目的及流程圖分析各步發生的反應及沉淀組成，書寫相關反應離子方程式；根據電離及水解原理，運用平衡常數表達式進行相關計算。

因為廢液是用稀硝酸腐蝕鋅板后得到的，所以廢液中含有大量的鋅離子、氫離子、硝酸根離子和少量的Cl、Fe3+，加入氫氧化鈉調節溶液的pH=8使鐵離子、鋅離子完全沉淀，然后在沉淀B中加硫酸并控制pH，使氫氧化鐵沉淀，鋅離子溶解得到硫酸鋅溶液，最終得到硫酸鋅晶體；

(1)若稀硝酸腐蝕鋅板時還原產物為N2O，則反應的方程式為4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O，由方程式可知反應中HNO3為氧化劑，Zn為還原劑，當4molZn參加反應時，有2molHNO3被還原，則氧化劑與還原劑的物質的量之比1:2，故答案為：1:2；

(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）若濾液E的pH＝4，則c(OH-)＝1×10-10mo·L-l，得到的沉淀為Fe(OH)3，則Fe(OH)3的溶度積常數為： ，故答案為：2.6×10-39；

（5）Fe3+發生水解反應的方程式為Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，已知①Fe(OH)3（s） Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）， ②H2O(l) H＋（aq）＋OH－（aq） ，則②×3①可得Fe3+(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(aq)+3H+(aq)，則Fe3+發生水解反應的平衡常數為： ，故答案為：。