Question

某廢液是用稀硝酸腐蝕鋅板后得到的，某化學(xué)興趣小組擬用該廢液（含有少量的Cl^-、Fe³⁺）制取Zn（NO₃）₂?6H₂O的過程如下：

已知：Zn（NO₃）₂?6H₂O是一種無色晶體，水溶液呈酸性，Zn（NO₃）₂能與堿反應(yīng)，得到的產(chǎn)物Zn（OH）₂具有兩性，F(xiàn)e³⁺在PH=3.7時就能完全沉淀．
（1）該廢液溶質(zhì)的主要成分是

 

（填化學(xué)式），若稀硝酸腐蝕鋅板產(chǎn)生的氣體為N₂O，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為

 

．
（2）在操作①中保持pH=8的目的是

 

．
（3）沉淀Ⅰ的成分是

 

．
（4）操作③中加熱、煮沸的目的是

 

；
（5）操作④保持pH=2的目的是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

分析：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(diào)節(jié)溶液的PH=8使鐵離子、鋅離子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量鋅離子、氫離子、硝酸根離子和少量的鐵離子，調(diào)節(jié)溶液的PH使鐵離子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸鋅溶液，在酸性條件下加熱濃縮蒸發(fā)結(jié)晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O是一種無色晶體，以此分析解答．
（1）廢液中溶質(zhì)的主要成分是Zn（NO₃）₂；根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒計算；
（2）使鋅離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅，pH不大，如果pH加大氫氧化鋅兩性又溶解；
（3）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相應(yīng)的氫氧化物；
（4）加熱煮沸促使Fe³⁺完全水解；
（5）鋅離子易水解生成氫氧化鋅．

解答： 解：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(diào)節(jié)溶液的PH=8使鐵離子、鋅離子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量鋅離子、氫離子、硝酸根離子和少量的鐵離子，調(diào)節(jié)溶液的PH使鐵離子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸鋅溶液，在酸性條件下加熱濃縮蒸發(fā)結(jié)晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O是一種無色晶體．
（1）廢液中溶質(zhì)的主要成分是Zn（NO₃）₂；稀硝酸腐蝕鋅板產(chǎn)生的氣體為N₂O，則鋅化合價升高2價作還原劑，硝酸化合價降低4價作氧化劑，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2：1，故答案為：Zn（NO₃）₂；2：1；
（2）使鋅離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅，PH不大，如果PH加大氫氧化鋅兩性又溶解，故答案為：防止生成的Zn（OH）₂溶解；
（3）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相應(yīng)的氫氧化物，故答案為：Fe（OH）₃和Zn（OH）₂；
（4）因為溫度越高，水解程度越大，所以加熱煮沸促使Fe³⁺完全水解，故答案為：促進Fe³⁺完全水解；
（5）鋅離子易水解生成氫氧化鋅，酸性條件下可抑制鋅離子的水解，則操作④保持pH=2的目的是抑制Zn²⁺水解為Zn（OH）₂；故答案為：抑制Zn²⁺水解為Zn（OH）₂．

點評：本題考查了物質(zhì)的分離提純實驗操作，涉及氫氧化鋅的兩性、過濾的儀器、沉淀的生成、鹽類的水解等，難度中等，注意鋅離子易水解生成氫氧化鋅，酸性條件下可抑制鋅離子的水解．