Question

【选修2-化学与技术】（15分）
“烂版液”是制印刷锌板时，用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”(含有少量的Cl^－、Fe^3＋)，某化学兴趣小组拟用“烂版液”制取Zn(NO₃)₂·6H₂O的过程如下：               

已知：Zn(NO₃)₂·6H₂O是一种无色晶体，水溶液呈酸性，Zn(NO₃)₂能与碱反应，得到的产物具有两性。
（1）“烂版液”中溶质的主要成分是________(填化学式)，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______________________。
（2）在操作①中保持pH＝8的目的是_________________________________。
（3）沉淀Ⅰ的主要成分是___________________________________________。
（4）操作③中加热、煮沸的目的是___________。此步骤操作的理论依据是_______________。
（5）操作④保持pH＝2的目的是_______。此步骤操作中所用的主要仪器是_____ ______。

Answer 1

（1）Zn(NO₃)₂  (1分)4Zn＋10HNO₃=4Zn(NO₃)₂＋N₂O↑＋5H₂O (2分)
（2）防止生成的Zn (OH)₂沉淀被溶解(2分)
（3）Zn(OH)₂和Fe(OH)₃ (2分)
（4）促使Fe^3＋完全水解　温度越高，水解程度越大(2分)
（5）抑制Zn^2＋水解为Zn(OH)₂  (2分)
蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒(4分)

试题分析：根据题意知，“烂板液”中含有大量的锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的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中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子，调节溶液的PH使铁离子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸锌溶液，在酸性条件下加热浓缩、冷却结晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O晶体。（1）烂板液”中溶质的主要成分是Zn（NO₃）₂，稀硝酸腐蚀锌板产生N₂O、硝酸锌和水，化学方程式为4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+N₂O↑+5H₂O；（2）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，答案为：防止生成的Zn（OH）₂溶解；（3）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相应的氢氧化物，答案为：Fe（OH）₃、Zn（OH）₂；（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，答案为：促使Fe³⁺完全水解、温度越高，水解程度越大；（5）锌离子易水解生成氢氧化锌，酸性条件下可抑制锌离子的水解，操作④包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，所用的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒，答案为：抑制Zn²⁺水解生成Zn（OH）₂；蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒。