题目内容

10．ZnCl2是重要的工业原料，在电化学、冶金、印染等领域用途广泛，以某厂排放的废酸液（主要成分为盐酸，含Fe2+、Cu2+、Ni2+、H3AsO4等杂质）和锌蓄电池废渣（主要成分为ZnO、Zn）为原料制备ZnCl2的流程如图所示：

已知：①25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38；Ksp[Zn（OH）2]=1.2×10-17；Ksp[Ni（OH）2]=2.0×10-15；
②溶液中的离子浓度小于等于10-5 mol•L-1时，认为该离子沉淀完全．
请问答下列问题：
（1）在元素周期表中，砷（As）元索与氮元素同主族且处于第4 周期，则砷元素的最简单氢化物的分子式为AsH3；其最高价氧化物对应水化物的化学式为H3AsO4．
（2）“浸出”过程中主要生成两种单质，其化学式为Cu、H2．
（3）控制温度为75℃左右，向滤液1中加入H2O2，生成FeAsO4的离子方程式为3H2O2+2H3AsO4+2Fe2+=2FeAsO4↓+6H2O+4H+．    此过程中，所加入H2O2的量需适当大于理论值，原因为H2O2受热分解造成损失．
（4）蒸发滤液3制备ZnCl2时，需不断通入HC1的理由为抑制Zn2+水解，使产品更纯净．
（5）25℃时，向浓度为1.0mol•L-1的Fe3+、Zn2+、Ni2+的混合溶液中滴加NaOH溶液，当Fe3+恰好沉淀完全时，所得溶液中c（Zn2+）：c（Ni2+）=1：1．．

分析 锌蓄电池废渣加入废酸液充分浸出，滤渣1中含有铜，且生成氢气，滤液1中含有Fe2+、Zn2+、Ni2+、H3AsO4等，加入过氧化氢和ZnO，生成FeAsO4、Fe（OH）3等，滤液2中含有Zn2+、Ni2+，加入Zn置换出Ni，滤液3中主演含有ZnCl2，可不断通入HC1，蒸发浓缩、冷却结晶可得到ZnCl2，以此解答该题．

解答 解：（1）砷（As）元索与氮元素同主族且处于第4 周期，则最外层有5个电子，最低化合价为-3价，最高正价为+5价，则对应的氢化物为AsH3，最高价氧化物的水化物为H3AsO4，故答案为：AsH3；H3AsO4；
（2）“浸出”过程中主要生成两种单质，分别为铜、氢气，其化学式为Cu、H2，故答案为：Cu、H2；
（3）过氧化氢具有强氧化性，可氧化亚铁离子，反应的离子方程式为3H2O2+2H3AsO4+2Fe2+=2FeAsO4↓+6H2O+4H+，因H2O2受热分解造成损失，则所加入H2O2的量需适当大于理论值，
故答案为：3H2O2+2H3AsO4+2Fe2+=2FeAsO4↓+6H2O+4H+；H2O2受热分解造成损失；
（4）蒸发滤液3制备ZnCl2时，需不断通入HC1，可抑制Zn2+水解，使产品更纯净，故答案为：抑制Zn2+水解，使产品更纯净；
（5）向浓度为1.0mol•L-1的Fe3+、Zn2+、Ni2+的混合溶液中滴加NaOH溶液，当Fe3+恰好沉淀完全时，c（OH-）=$\root{3}{\frac{4.0×1{0}^{-38}}{1×1{0}^{-5}}}$=1.6×10-11mol/L，由Ksp[Zn（OH）2]=1.2×10-17；Ksp[Ni（OH）2]=2.0×10-15可知此时没有生成Zn（OH）2、Ni（OH）2沉淀，则Zn2+、Ni2+的浓度比值为1：1，
故答案为：1：1．

点评 本题考查物质制备实验，为高频考点，把握制备实验流程中的反应、混合物分离提纯方法为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意（5）中溶度积的相关计算为易错点，题目难度中等．

练习册系列答案
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