Question

“爛版液”是制印刷鋅板時，用稀硝酸腐蝕鋅板后得到的“廢液”（含有少量的Cl^-、Fe³⁺），某化學(xué)興趣小組擬用“爛版液”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)物具有兩性．
（1）“爛版液”中溶質(zhì)的主要成分是

 

（填化學(xué)式）．
（2）若稀硝酸腐蝕鋅板產(chǎn)生的氣體為N₂O，寫出稀硝酸腐蝕鋅板反應(yīng)的主要化學(xué)方程式

 

．
（3）在操作①中保持pH=8的目的是

 

．
（4）沉淀Ⅰ的主要成分是

 

．
（5）操作③中加熱、煮沸的目的是

 

；此步驟操作的理論依據(jù)是

 

．
（6）操作④保持pH=2的目的是

 

；此步驟操作中所用的主要儀器是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：“爛板液”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）爛板液”中溶質(zhì)的主要成分是Zn（NO₃）₂；
（2）此時硝酸很稀，硝酸中的氮被還原+1價為N₂O，Zn被氧化為Zn（NO₃）₂；
（3）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；
（4）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相應(yīng)的氫氧化物；
（5）熱煮沸促使Fe³⁺完全水解；
（6）鋅離子易水解生成氫氧化鋅，操作④包括蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾．

解答： 解：“爛板液”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）爛板液”中溶質(zhì)的主要成分是Zn（NO₃）₂，故答案為：Zn（NO₃）₂；
（2）此時硝酸很稀，硝酸中的氮被還原+1價，硝酸中的氮被還原+1價為N₂O，Zn被氧化為Zn（NO₃）₂，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+N₂O↑+5H₂O；
故答案為：4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+N₂O↑+5H₂O；
（3）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；
（4）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；
（5）熱煮沸促使Fe³⁺完全水解，原理是溫度越高，水解程度越大，故答案為：促進(jìn)Fe³⁺完全水解；水解反應(yīng)吸熱，溫度高，水解程度大；
（6）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；操作④包括蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，所用的主要儀器有蒸發(fā)皿、酒精燈、鐵架臺、玻璃棒，
故答案為：抑制Zn²⁺水解為Zn（OH）₂；蒸發(fā)皿、酒精燈、鐵架臺、玻璃棒．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)的分離提純實(shí)驗(yàn)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．