Question

用稀硝酸腐蚀废锌板后得到“烂版液”(含有微量的Cl^－、Fe^3＋)，某化学兴趣小组拟用该“烂版液”制取Zn(NO₃)₂·6H₂O的过程如下：

已知： Zn(NO₃)₂能与碱反应，得到的产物具有两性。

（1）为检验“烂版液”中的Fe^3＋，下列试剂可选择的是            （填选项的代号）

A、NaOH溶液     B、KSCN溶液      C、K₃[Fe(CN)₆] 溶液     D、NaCl溶液

（2）若稀硝酸腐蚀锌板产生的气体为N₂O，写出稀硝酸腐蚀锌板反应的主要化学方程式_________。

（3）在操作①中保持pH＝8的目的是___________；操作④保持pH＝2的目的是__________________；

（4）操作③中加热、煮沸的目的是___________________________；

（5）沉淀Ⅱ的主要成分是______________________。

（6）已知金属活泼性不同，其硝酸盐的分解产物也不同。

2KNO₃=2KNO₂+O₂↑     4Fe(NO₃)₂=2Fe₂O₃+8NO₂↑+O₂↑     2Zn(NO₃)₂=2ZnO+4NO₂↑+O₂↑

某同学取KNO₃、Zn(NO₃)₂、Fe(NO₃)₂混合粉末充分加热后，用排水法未收集到任何气体，则KNO₃、 Zn(NO₃)₂、Fe(NO₃)₂的物质的量之比为             （填选项的代号）

A、2︰1︰3     B、1︰2︰2       C、1︰2︰3      D、3︰8︰5

Answer

（1）B(2分)

（2）4Zn＋10HNO3=4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O(2分)

（3）防止生成的Zn(OH)2沉淀被溶解(1分)抑制Zn2＋水解为Zn(OH)2(1分)

（4）促使Fe3＋水解(2分)（5）Fe(OH)3(2分)（6）B(2分)

【解析】

试题分析：根据题意知，用稀硝酸腐蚀废锌板后得到的“烂板液”中含有大量的Zn2+、H+、NO3－和少量的Cl－、Fe3+，加入氢氧化钠调节溶液的pH=8使铁离子、锌离子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量Zn2+、H+、NO3－和少量的Fe3+，调节溶液的pH使Fe3+沉淀，溶液Ⅲ是Zn(NO3)2溶液，在酸性条件下加热浓缩、冷却结晶，得到Zn(NO3)2•6H2O晶体。

（1）“烂版液”中少量的Fe3＋，可以用KSCN溶液检验，不采用NaOH溶液。原因是Fe3＋浓度太小，现象不明显。

（2）烂板液”中溶质的主要成分是Zn(NO3)2，稀硝酸腐蚀锌板产生N2O、Zn(NO3)2和水，化学方程式为4Zn＋10HNO3=4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O；在酸性条件下进行操作④，可抑制锌离子的水解；

（3）在操作①中保持pH＝8的目的是使锌离子完全转化为氢氧化锌，pH不大，如果pH加大氢氧化锌两性又溶解，所以目的是防止生成的Zn(OH)2溶解；

（4）加热、煮沸促使Fe3+完全水解，原理是温度越高，水解程度越大；

（5）据上述分析，沉淀Ⅱ的主要成分是Fe(OH)3；

（6）因KNO3、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2混合粉末充分加热后，产生的混合气体为NO2和O2，当NO2与O2的物质的量之比为4:1时可以被水完全吸收，不剩余任何气体，即：4NO2+O2+2H2O=4HNO3。Zn(NO3)2分解产生的NO2与O2的物质的量之比为4:1，则Zn(NO3)2的物质的量可以取任意值。KNO3分解只产生O2，Fe(NO3)2分解产生的NO2与O2的物质的量之比为8:1，所以当两者的物质的量之比按照1:2混合后能使产生的NO2与O2的物质的量之比为4:1。故选B。

考点：考查金属锌及其化合物的性质、化学方程式的书写、物质的分离和提纯、盐类水解的应用。