Question

【選修2-化學與技術】（15分）
“爛版液”是制印刷鋅板時，用稀硝酸腐蝕鋅板后得到的“廢液”(含有少量的Cl^－、Fe^3＋)，某化學興趣小組擬用“爛版液”制取Zn(NO₃)₂·6H₂O的過程如下：               

已知：Zn(NO₃)₂·6H₂O是一種無色晶體，水溶液呈酸性，Zn(NO₃)₂能與堿反應，得到的產物具有兩性。
（1）“爛版液”中溶質的主要成分是________(填化學式)，若稀硝酸腐蝕鋅板產生的氣體為N₂O，寫出稀硝酸腐蝕鋅板反應的主要化學方程式______________________。
（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中加熱、煮沸的目的是___________。此步驟操作的理論依據是_______________。
（5）操作④保持pH＝2的目的是_______。此步驟操作中所用的主要儀器是_____ ______。

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　溫度越高，水解程度越大(2分)
（5）抑制Zn^2＋水解為Zn(OH)₂  (2分)
蒸發皿、酒精燈、鐵架臺、玻璃棒(4分)

試題分析：根據題意知，“爛板液”中含有大量的鋅離子、氫離子、硝酸根離子和少量的Cl^-、Fe³⁺，加入氫氧化鈉調節溶液的PH=8使鐵離子、鋅離子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量鋅離子、氫離子、硝酸根離子和少量的鐵離子，調節溶液的PH使鐵離子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸鋅溶液，在酸性條件下加熱濃縮、冷卻結晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O晶體。（1）爛板液”中溶質的主要成分是Zn（NO₃）₂，稀硝酸腐蝕鋅板產生N₂O、硝酸鋅和水，化學方程式為4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+N₂O↑+5H₂O；（2）在操作①中保持pH＝8的目的是使鋅離子完全轉化為氫氧化鋅，PH不大，如果PH加大氫氧化鋅兩性又溶解，答案為：防止生成的Zn（OH）₂溶解；（3）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相應的氫氧化物，答案為：Fe（OH）₃、Zn（OH）₂；（4）加熱、煮沸促使Fe³⁺完全水解，原理是溫度越高，水解程度越大，答案為：促使Fe³⁺完全水解、溫度越高，水解程度越大；（5）鋅離子易水解生成氫氧化鋅，酸性條件下可抑制鋅離子的水解，操作④包括蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，所用的主要儀器有蒸發皿、酒精燈、鐵架臺、玻璃棒，答案為：抑制Zn²⁺水解生成Zn（OH）₂；蒸發皿、酒精燈、鐵架臺、玻璃棒。