Question

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ZnSO₄·7H₂O的过程如下：

（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。写出Zn(OH)₂被溶解的离子方程式                                                。
（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×l0^-9mol·L^-1，能求得的溶度积是       （填选项）。
A.Ksp[Zn(OH)₂]    B.Ksp[Zn(OH)₂]和Ksp[Fe(OH)₃]    C.Ksp[Fe(OH)₃]
（5）步骤③要控制pH在一定范围。实验室用pH试纸测定溶液pH的方法是：                  　　 。
（6）已知：①Fe(OH)₃(s)Fe³⁺(aq)+3OH^-(aq) ； ΔH=" a" kJ?mol^-1
②H₂O(l)  H⁺(aq)+OH^-(aq) ；ΔH=" b" kJ?mol^-1
请写出Fe³⁺发生水解反应的热化学方程式：                             。
若①的溶度积常数为K_SP，②的离子积常数为K_W，Fe³⁺发生水解反应的平衡常数：
K=                 。（用含K_SP、K_W的代数式表示）

Answer 1

（1）1:2
（2）Zn(OH)₂+2OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O
（3）Cl^-、NO₃^-
（4）C
（5）将pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒醮取待测点在试纸中间，待颜色变化稳定后与比色卡对比，读出读数
（6）Fe³⁺(aq) +3H₂O(l) Fe(OH)₃(s) +3H⁺(aq) △H=(3b-a)kJ·mol^-1   

试题分析：（1）4Zn＋10HNO₃4Zn(NO₃)₂＋N₂O＋5H₂O，HNO₃做氧化剂，但是10molHNO₃里面发生化合价改变只有2mol，Zn做还原剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比是1 ：2。
（2）偏铝酸钠在水溶液中都是以Na[Al(OH)₄]的形式存在，以前只不过是为了方便，把它简写成NaAlO₂。但它的实际组成还是Na[Al(OH)₄]。 NaAlO₂偏铝酸钠是简写，就像氢离子(H^＋)实际上是水合氢离子一样。[Zn(OH)₄]^－与此相类似。
（4）在一定条件下，难溶强电解质A_mB_n溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫作沉淀溶解平衡。这时，离子浓度的乘积为一常数，叫作溶度积，用K_sp表示。很明显，滤液E的pH=4时，Zn(OH)₂已经溶解，所以无法求得溶度积，而Fe(OH)₃是已沉淀形式存在，所以可以求得。
（6）由②×3－①即可得到Fe³⁺(aq) +3H₂O(l) Fe(OH)₃(s) +3H⁺(aq) △H=(3b-a)kJ·mol^-1 。
Ksp[Fe(OH)₃]=c(Fe^3＋)·c³(OH^－)  K_W=c(OH^－)·c(H^＋)
Fe³⁺发生水解反应的平衡常数：K===