Question

10．制備鋅印刷電路板是用稀硝酸腐蝕鋅板，產(chǎn)生的廢液稱(chēng)“爛板液”．“爛板液”中除含硝酸鋅外，還含有自來(lái)水帶入的Cl^-和Fe³⁺．在實(shí)驗(yàn)室里，用“爛板液”制取ZnSO₄•7H₂O的過(guò)程如下：

（1）稀硝酸腐蝕鋅板時(shí)表現(xiàn)出的性質(zhì)是氧化性、酸性．
（2）與Al（OH）₃相似，Zn（OH）₂也是兩性氫氧化物，若步驟①的pH＞12，則Zn（OH）₂會(huì)溶解．寫(xiě)出Zn（OH）₂被溶解的離子方程式Zn（OH）₂+2OH^-=[Zn（OH）₄]^2-．
（3）濾液D中除了含有OH^-離子外，還含有的陰離子有Cl^-、NO₃^-（填離子符號(hào)）．
（4）步驟②中用蒸餾水多次洗滌的目的是洗去附著在沉淀上的Na⁺、Cl^-、NO₃^-等可溶性雜質(zhì)離子，排除干擾．
（5）步驟③要控制pH在一定范圍．實(shí)驗(yàn)室用pH試紙測(cè)定溶液pH的方法是：把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒醮取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，讀出pH值．
（6）已知：Fe（OH）₃（s）?Fe³⁺（aq）+3OH^-（aq）△H=a kJ•mol^-1
H₂O（l）?H⁺（aq）+OH^-（aq）△H=b kJ•mol^-1
請(qǐng)寫(xiě)出Fe³⁺發(fā)生水解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：Fe³⁺（aq）+3H₂O（l）?Fe（OH）₃（aq）+3H⁺（aq）△H=（3b-a）kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 爛板液”中除含硝酸鋅外，還含有自來(lái)水帶入的Cl^-和Fe³⁺，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的PH=8使鐵離子、鋅離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Zn（OH）₂沉淀，過(guò)濾分離，濾液C中含有NaNO₃、NaCl等，沉淀會(huì)附著NaNO₃、NaCl等，用水洗滌除去，沉淀B用硫酸溶解、控制一定pH，F(xiàn)e（OH）₃不溶解，過(guò)濾分離得到ZnSO₄溶液，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到ZnSO₄•7H₂O．
（1）稀硝酸與Zn反應(yīng)生成硝酸鋅及氮的還原產(chǎn)物；
（2）Zn（OH）₂溶解生成四羥基合鋅酸鈉；
（3）溶液中D含有NaNO₃、NaCl等，
（4）沉淀會(huì)附著NaNO₃、NaCl等，需用水洗滌除去；
（5）實(shí)驗(yàn)室用pH試紙測(cè)定溶液pH的方法是：把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒醮取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，讀出pH值；
（6）利用蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行加減，構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式．

解答 解：爛板液”中除含硝酸鋅外，還含有自來(lái)水帶入的Cl^-和Fe³⁺，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的PH=8使鐵離子、鋅離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Zn（OH）₂沉淀，過(guò)濾分離，濾液C中含有NaNO₃、NaCl等，沉淀會(huì)附著NaNO₃、NaCl等，用水洗滌除去，沉淀B用硫酸溶解、控制一定pH，F(xiàn)e（OH）₃不溶解，過(guò)濾分離得到ZnSO₄溶液，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到ZnSO₄•7H₂O．
（1）若稀硝酸腐蝕鋅板，反應(yīng)生成Zn（NO₃）₂、N元素還原產(chǎn)物，部分N元素化合價(jià)不變、部分N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?2價(jià)，所以反應(yīng)中硝酸起氧化性、酸性作用，
故答案為：氧化性、酸性；
（2）Zn（OH）₂溶解生成四羥基合鋅酸鈉，反應(yīng)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）沉淀A會(huì)附著NaNO₃、NaCl等，洗滌后濾液D中除了含有OH^-離子外，還含有Cl^-、NO₃^-，
故答案為：Cl^-、NO₃^-；
（4）沉淀A會(huì)附著NaNO₃、NaCl等，需用水洗去附著在沉淀上的Na⁺、Cl^-、NO₃^-等可溶性雜質(zhì)離子，排除干擾，
故答案為：洗去附著在沉淀上的Na⁺、Cl^-、NO₃^-等可溶性雜質(zhì)離子，排除干擾；
（5）測(cè)定溶液pH時(shí)，把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒醮取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，讀出pH值，
故答案為：把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒醮取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，讀出pH值；
（6）Fe³⁺發(fā)生水解反應(yīng)的方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
已知：①Fe（OH）₃（s）?Fe³⁺（aq）+3OH^-（aq）△H=akJ•mol^-1
②H₂O（l）?H⁺（aq）+OH^-（aq）△H=bkJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律，②×3-①可得：Fe³⁺（aq）+3H₂O（l）?Fe（OH）₃（aq）+3H⁺（aq）△H=（3b-a）kJ•mol^-1，
故答案為：Fe³⁺（aq）+3H₂O（l）?Fe（OH）₃（aq）+3H⁺（aq）△H=（3b-a）kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備方案、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)等，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，難度中等．