Question

【题目】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”中除含硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl－和Fe3+，在实验室里，用“烂板液”制取ZnSO47HO的过程如图所示：

（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溶解生成偏锌酸钠（Na2ZnO2），Zn(OH) 2溶解的离子方程式为___。

（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）25℃时，若滤液E的pH＝4，c（Zn2＋）＝2mol·L1，（Fe3＋）＝2.6×10-9mo·L1试求出Fe(OH)3的溶度积常数___（只写结果）。

（5）已知：①Fe(OH)3（s）Fe3＋（aq）＋3OH－（aq） H＝a kJ mol·L1

②H2O(l)H＋（aq）＋OH－（aq） H＝bkJ·mol·L1

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Kw、Ksp的代数式表示）。

Answer 1

【答案】1：2 Zn(OH)2＋2OH－＝ZnO22－＋2H2O Cl－、NO3－ 2.6×10-39 Fe3+(aq) +3H2O(l)Fe(OH)3(s) +3H+(aq) △H=(3b-a)kJ·mol-1

【解析】

烂板液中加入NaOH调节pH=8时，生成的沉淀为氢氧化锌和氢氧化铁，滤液C主要为NaCl、NaOH、NaNO3；经多次洗涤后，加入硫酸，调节pH让氢氧化锌转化为硫酸锌，氢氧化铁仍旧为沉淀，再经过一系列操作，得到ZnSO47HO。

（1）若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为N2O，则N的化合价由+5价变为+1价，硝酸作氧化剂，每1mol硝酸化合价变化时，得到4mol电子；Zn的化合价升高，由0价变为+2价，2molZn参与反应时，失去4mol电子，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2；

（2）pH＞12，Zn(OH) 2与NaOH反应生成偏锌酸钠（Na2ZnO2）和水，离子方程式为Zn(OH)2＋2OH－＝ZnO22－＋2H2O；

（3）滤液D中与滤液C的成分相同，为NaCl、NaOH、NaNO3，则阴离子有Cl－、NO3－、OH-；

（4）25℃时，Kw=c（H+）×c（OH－）=10-14，pH＝4，则c（H+）=10-4mol/L，c（OH－）=10-10mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=c（Fe3＋）×c3（OH－）=2.6×10-9×10-30=2.6×10-39；

（5）水解方程式为Fe3＋（aq）＋3H2O(l) 3H＋（aq）+Fe(OH)3（s），根据盖斯定律②×3-①即可得到，则H＝（3b-a）kJ/mol；K＝==。