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”中除含有硝酸锌外，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NH₄NO₃，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,c（Fe³⁺）=2.6×10^-9mol/L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）已知:①Fe（OH）₃ （s） Fe³⁺（aq）+3OH^-（aq）  △H=a kJ/mol

②H₂O （l） H⁺（aq）+ OH^-（aq）  △H=b kJ/mol

请写出Fe³⁺发生水解反应的热化学方程式___________

（6）若Fe（OH）₃的溶度积常数为Ksp，H₂O 的离子积常数为K_w ，Fe³⁺发生水解反应的平衡常数K=________。（用含Ksp、K_w的代数式表示）

Answer

1:4 Zn（OH）2+2OH- =［Zn（OH）4］2- Cl- 、 NO3- C Fe3+（aq）+ 3H2O （l） Fe（OH）3 （s）+3 H+ （aq） △H=（3b-a） kJ/mol

【解析】

“烂板液”中除含硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl－和Fe3＋，由流程可知，先加NaOH可沉淀锌离子、铁离子，滤液C、D均含硝酸钠、氯化钠，沉淀A洗涤后得到沉淀B，加硫酸控制pH分离出Fe（OH）3，滤液E含ZnSO4，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出ZnSO4·7H2O。

（1）若硝酸被还原的产物为NH4NO3，金属锌全部生成硝酸锌，反应可以表达为：4Zn+10HNO3=4 Zn（NO3）2+NH4NO3+3H2O，被还原的硝酸得NH4NO3，有1mol，未被还原的在盐Zn（NO3）2和NH4NO3中，有9mol，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:4;

故答案为：1：4；

（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，Fe（OH）3的溶度积常数为Ksp=2.6×10-9×（10-10）3=2.6×10-39，

故答案为：C；

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

②H2O（l） H+（aq）+ OH-（aq） △H=b kJ/mol

结合盖斯定律可知②×3-①可得：Fe3+发生水解反应的热化学方程式Fe3+（aq）+ 3H2O（l） Fe（OH）3 （s）+3 H+ （aq） △H=（3b-a） kJ/mol ；

（6）若Fe（OH）3的溶度积常数为Ksp，H2O的离子积常数为Kw ，根据（5）②×3-①可得：Fe3+（aq）+ 3H2O（l） Fe（OH）3 （s）+3 H+ （aq） Fe3+发生水解反应的平衡常数K=，

故答案为：。