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ZnSO47HO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溶解生成偏鋅酸鈉（Na2ZnO2），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）25℃時，若濾液E的pH＝4，c（Zn2＋）＝2mol·L1，（Fe3＋）＝2.6×10-9mo·L1試求出Fe(OH)3的溶度積常數___（只寫結果）。

（5）已知：①Fe(OH)3（s）Fe3＋（aq）＋3OH－（aq） H＝a kJ mol·L1

②H2O(l)H＋（aq）＋OH－（aq） H＝bkJ·mol·L1

請寫出Fe3+發生水解反應的熱化學方程式：___。

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－＝ZnO22－＋2H2O Cl－、NO3－ 2.6×10-39 Fe3+(aq) +3H2O(l)Fe(OH)3(s) +3H+(aq) △H=(3b-a)kJ·mol-1

【解析】

爛板液中加入NaOH調節pH=8時，生成的沉淀為氫氧化鋅和氫氧化鐵，濾液C主要為NaCl、NaOH、NaNO3；經多次洗滌后，加入硫酸，調節pH讓氫氧化鋅轉化為硫酸鋅，氫氧化鐵仍舊為沉淀，再經過一系列操作，得到ZnSO47HO。

（1）若稀硝酸腐蝕鋅板時還原產物為N2O，則N的化合價由+5價變為+1價，硝酸作氧化劑，每1mol硝酸化合價變化時，得到4mol電子；Zn的化合價升高，由0價變為+2價，2molZn參與反應時，失去4mol電子，則氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：2；

（2）pH＞12，Zn(OH) 2與NaOH反應生成偏鋅酸鈉（Na2ZnO2）和水，離子方程式為Zn(OH)2＋2OH－＝ZnO22－＋2H2O；

（3）濾液D中與濾液C的成分相同，為NaCl、NaOH、NaNO3，則陰離子有Cl－、NO3－、OH-；

（4）25℃時，Kw=c（H+）×c（OH－）=10-14，pH＝4，則c（H+）=10-4mol/L，c（OH－）=10-10mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=c（Fe3＋）×c3（OH－）=2.6×10-9×10-30=2.6×10-39；

（5）水解方程式為Fe3＋（aq）＋3H2O(l) 3H＋（aq）+Fe(OH)3（s），根據蓋斯定律②×3-①即可得到，則H＝（3b-a）kJ/mol；K＝==。