Question

【题目】制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板产生的废液称“烂板液”。“烂板液”中除含硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl－和Fe3+，在实验室里，用“烂板液制取ZnSO47H2O的过程如图所示

（1）若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为N2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比是____。

（2）若步骤①的pH＞12，则Zn(OH) 2溶解生成四羟基合锌酸钠，Zn(OH) 2溶解的离子方程式为_____。

（3）滤液D中除了含有OH-离子外，还含有的阴离子有___________（填离子符号）。

（4）若滤液E的pH＝4，c(Zn2＋)＝2mol·L-1,c(Fe3＋)＝2.6×10-9mo·L-l试求出Fe(OH)3的溶度积常数__（只需写出结果即可）。

（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的溶度积常数为Ksp，②的离子积常数为Kw，Fe3＋发生水解反应的平衡常数:K＝____（用含Kw、Ksp的代数式表示）。

Answer 1

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

【解析】

根据实验目的及流程图分析各步发生的反应及沉淀组成，书写相关反应离子方程式；根据电离及水解原理，运用平衡常数表达式进行相关计算。

因为废液是用稀硝酸腐蚀锌板后得到的，所以废液中含有大量的锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的Cl、Fe3+，加入氢氧化钠调节溶液的pH=8使铁离子、锌离子完全沉淀，然后在沉淀B中加硫酸并控制pH，使氢氧化铁沉淀，锌离子溶解得到硫酸锌溶液，最终得到硫酸锌晶体；

(1)若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为N2O，则反应的方程式为4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O，由方程式可知反应中HNO3为氧化剂，Zn为还原剂，当4molZn参加反应时，有2molHNO3被还原，则氧化剂与还原剂的物质的量之比1:2，故答案为：1:2；

(2)Zn(OH)2溶解生成四羟基合锌酸钠，反应的离子方程式为Zn(OH)2+2OH=[Zn(OH)4]2，

故答案为：Zn(OH)2+2OH=[Zn(OH)4]2；

(3)固体具有吸附性，沉淀A可吸附溶液中的Cl、NO3等离子，则滤液中应含有Cl、NO3，故答案为：Cl、NO3；

（4）若滤液E的pH＝4，则c(OH-)＝1×10-10mo·L-l，得到的沉淀为Fe(OH)3，则Fe(OH)3的溶度积常数为： ，故答案为：2.6×10-39；

（5）Fe3+发生水解反应的方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，已知①Fe(OH)3（s） Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）， ②H2O(l) H＋（aq）＋OH－（aq） ，则②×3①可得Fe3+(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(aq)+3H+(aq)，则Fe3+发生水解反应的平衡常数为： ，故答案为：。