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“爛板液”．“爛板液”中除含硝酸鋅外，還含有自來水帶入的Cl^-和Fe³⁺．在實驗室里，用“爛板液”制取ZnSO₄•7H₂O的過程如下：

（1）稀硝酸腐蝕鋅板時表現(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會溶解．寫出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）．
（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．實驗室用pH試紙測定溶液pH的方法是：把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒醮取待測溶液點在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標準比色卡對比，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
請寫出Fe³⁺發(fā)生水解反應的熱化學方程式：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，過濾分離，濾液C中含有NaNO₃、NaCl等，沉淀會附著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，過濾分離得到ZnSO₄溶液，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到ZnSO₄•7H₂O．
（1）稀硝酸與Zn反應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）沉淀會附著NaNO₃、NaCl等，需用水洗滌除去；
（5）實驗室用pH試紙測定溶液pH的方法是：把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒醮取待測溶液點在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標準比色卡對比，讀出pH值；
（6）利用蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行加減，構(gòu)造目標熱化學方程式．

解答 解：爛板液”中除含硝酸鋅外，還含有自來水帶入的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，過濾分離，濾液C中含有NaNO₃、NaCl等，沉淀會附著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，過濾分離得到ZnSO₄溶液，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到ZnSO₄•7H₂O．
（1）若稀硝酸腐蝕鋅板，反應生成Zn（NO₃）₂、N元素還原產(chǎn)物，部分N元素化合價不變、部分N元素化合價由+5價變?yōu)?2價，所以反應中硝酸起氧化性、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）測定溶液pH時，把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒醮取待測溶液點在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標準比色卡對比，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，用玻璃棒醮取待測溶液點在試紙的中部，試紙顏色變化穩(wěn)定后，與標準比色卡對比，讀出pH值；
（6）Fe³⁺發(fā)生水解反應的方程式為：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．

點評 本題考查物質(zhì)制備方案、對操作的分析評價、物質(zhì)的分離提純、熱化學方程式書寫等，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力的考查，難度中等．