题目内容

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:
 
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(6)已知:①Fe(OH)3(s)?Fe3+(aq)+OH-(aq)△H=aKJ?mol-1 ②H2O(1)?H+(aq)+OH-(aq)△h=bKJ?mol-1请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式
 
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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KSP、KW的代数式表示)
考点:金属的回收与环境、资源保护,用盖斯定律进行有关反应热的计算,盐类水解的原理,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:电离平衡与溶液的pH专题
分析:(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,根据方程式判断氧化剂与还原剂的物质的量之比;
(2)根据反应物和生成物确定反应的离子方程式;
(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-;
(4)滤液E的pH=4,得到的沉淀为Fe(OH)3,只能计算Fe(OH)3的溶度积;
(5)测定溶液pH时,将pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸中间,待颜色变化稳定后与比色卡对比你,读出读数即可;
(6)利用盖斯定律计算反应热,可写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式,利用①②平衡常数可确定Fe3+发生水解反应的平衡常数.
解答: 解:(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)滤液E的pH=4,得到的沉淀为Fe(OH)3,只能计算Fe(OH)3的溶度积,故答案为:C;
(5)测定溶液pH时,将pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸中间,待颜色变化稳定后与比色卡对比,读出读数即可,注意不能事先湿润试纸,更不能将试纸插在溶液中,
故答案为:将pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸中间,待颜色变化稳定后与比色卡对比,读出读数;
(6)Fe3+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)△H=aKJ?mol-1
②H2O(l)?H+(aq)+OH-(aq)△H=bKJ?mol-1,
则利用盖斯定律将②×3-①可得Fe3+(aq)+3H2O(l)?Fe(OH)3(aq)+3H+(aq)△H=(3b-a)KJ?mol-1,
则Fe3+发生水解反应的平衡常数K=
K
3
w
Ksp
,
故答案为:Fe3+(aq)+3H2O(l)?Fe(OH)3(aq)+3H+(aq)△H=(3b-a)KJ?mol-1;
K
3
w
Ksp
.
点评:本题考查物质的制备,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查,注意把握题给信息,答题时注意审题,难度中等.
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