Question

“烂版液”是制印刷锌板时，用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”（含有少量的Cl^-、Fe³⁺），某化学兴趣小组拟用“烂版液”制取Zn（NO₃）₂?6H₂O的过程如下：

已知：Zn（NO₃）₂?6H₂O是一种无色晶体，水溶液呈酸性，Zn（NO₃）₂能与碱反应，得到的产物具有两性．
（1）“烂版液”中溶质的主要成分是

 

（填化学式）．
（2）若稀硝酸腐蚀锌板产生的气体为N₂O，写出稀硝酸腐蚀锌板反应的主要化学方程式

 

．
（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中加热、煮沸的目的是

 

；此步骤操作的理论依据是

 

．
（6）操作④保持pH=2的目的是

 

；此步骤操作中所用的主要仪器是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：“烂板液”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Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子，调节溶液的PH使铁离子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸锌溶液，在酸性条件下加热浓缩蒸发结晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O是一种无色晶体．
（1）烂板液”中溶质的主要成分是Zn（NO₃）₂；
（2）此时硝酸很稀，硝酸中的氮被还原+1价为N₂O，Zn被氧化为Zn（NO₃）₂；
（3）使锌离子完全转化为氢氧化锌，pH不大，如果pH加大氢氧化锌两性又溶解；
（4）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相应的氢氧化物；
（5）热煮沸促使Fe³⁺完全水解；
（6）锌离子易水解生成氢氧化锌，操作④包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤．

解答： 解：“烂板液”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Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子，调节溶液的PH使铁离子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸锌溶液，在酸性条件下加热浓缩蒸发结晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O是一种无色晶体．
（1）烂板液”中溶质的主要成分是Zn（NO₃）₂，故答案为：Zn（NO₃）₂；
（2）此时硝酸很稀，硝酸中的氮被还原+1价，硝酸中的氮被还原+1价为N₂O，Zn被氧化为Zn（NO₃）₂，发生的化学反应为4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+N₂O↑+5H₂O；
故答案为：4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+N₂O↑+5H₂O；
（3）使锌离子完全转化为氢氧化锌，PH不大，如果PH加大氢氧化锌两性又溶解，故答案为：防止生成的Zn（OH）₂溶解；
（4）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相应的氢氧化物，故答案为：Fe（OH）₃和Zn（OH）₂；
（5）热煮沸促使Fe³⁺完全水解，原理是温度越高，水解程度越大，故答案为：促进Fe³⁺完全水解；水解反应吸热，温度高，水解程度大；
（6）锌离子易水解生成氢氧化锌，酸性条件下可抑制锌离子的水解，则操作④保持pH=2的目的是抑制Zn²⁺水解为Zn（OH）₂；操作④包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，所用的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒，
故答案为：抑制Zn²⁺水解为Zn（OH）₂；蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒．

点评：本题考查了物质的分离提纯实验操作，涉及氢氧化锌的两性、过滤的仪器、沉淀的生成、盐类的水解等，难度中等，注意锌离子易水解生成氢氧化锌，酸性条件下可抑制锌离子的水解．