Question

10．如圖所示，橫坐標為溶液的pH，縱坐標為Zn²⁺或[Zn（OH）₄]^2-的物質的量濃度的對數．

回答下列問題：
（1）往ZnCl₂溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，反應的離子方程式可表示為Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-．
（2）從圖中數據計算可得Zn（OH）₂的溶度積K_sp=1.00×10^-17．
（3）某廢液中含Zn²⁺，為提取Zn²⁺可以控制溶液中pH的范圍是8.0＜pH＜12.0．
某工廠用六水合氯化鎂和粗石灰制取的氫氧化鎂含有少量氫氧化鐵雜質，通過如下流程進行提純精制．獲得阻燃劑氫氧化鎂．

（4）步驟①中加入保險粉（Na₂S₂O₄）的作用：將氫氧化鐵還原為氫氧化亞鐵
（5）已知EDTA只能與溶液中的Fe²⁺反應生成易溶于水的物質，不與Mg（OH）₂反應．雖然Fe（OH）₂難溶于水，但步驟②中隨著EDTA的加入，最終能夠將Fe（OH）₂除去并獲得純度高的Mg（OH）₂．請從沉淀溶解平衡的角度加以解釋Fe（OH）₂懸濁液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）當不斷滴入EDTA時，EDTA將結合Fe ²⁺促使平衡向右移動而使Fe（OH）₂不斷溶解；；
Ⅳ．為研究不同分離提純條件下所制得阻燃劑的純度從而確定最佳提純條件，某研究小組各取等質量的下列4組條件下制得的阻燃劑進行含鐵量的測定，結果如表：

精制阻燃劑的條件				阻燃劑鐵含量
序號	提純體系溫度/℃	加入EDTA質量/g	加入保險粉質量/g	W（Fe）/（10-4g）
1	40	0.05	0.05	7.63
2	40	0.05	0.10	6.83
3	60	0.05	0.10	6.83
4	60	0.10	0.10	6.51

（6）若不考慮其它條件，根據上表數據，制取高純度阻燃劑最佳條件是C（填字母）．
①40℃②60℃③EDTA質量為O.05g   ④EDTA質量為0.10g  ⑤保險粉質量為0.05g⑥保險粉質量為0.10g
A．①③⑤B．②④⑥C．①④⑥D．②③

Answer 1

分析 （1）由圖象可知溶液的堿性較強時，鋅的存在形式為[Zn（OH）₄]^2-，結合元素守恒書寫方程；
（2）根據圖中數據，利用K_sp=c（Zn²⁺）．c²（OH^-）計算；
（3）為提取Zn²⁺可將Zn²⁺轉化為Zn（OH）₂沉淀，根據圖象確定此時控制溶液的pH范圍；
（4）保險粉（Na₂S₂O₄）具有還有性，可以將氫氧化鐵還原為氫氧化亞鐵；
（5）Fe（OH）₂懸濁液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）當不斷滴入EDTA時，EDTA將結合Fe ²⁺促使平衡向右移動；
（6）觀察實驗2、3知，其它條件相同時，溫度不同，鐵含量相同，采取低溫能抑制氫氧化鎂的溶解，所以采用低溫較好，選40℃，觀察實驗3、4知，其它條件相同時，EDTA質量越大，含鐵量越低，所以選取EDTA質量為0.10g，觀察實驗1、2知，其它條件相同時，保險粉質量越大，含鐵量越低，所以選取保險粉質量為0.10g，據此答題．

解答 解：（1）由圖象可知溶液的堿性較強時，鋅的存在形式為[Zn（OH）₄]^2-，所以其反應的離子方程式為：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-，
故答案為：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-；
（2）當溶液的pH=7.0時，c（Zn²⁺）=10^-3mol•L^-1，K_sp=c（Zn²⁺）．c²（OH^-）=10^-3•（10^-7）²=10^-17，
故答案為：1.00×10^-17；
（3）根據圖象知，溶液的pH范圍為8＜pH＜12時，Zn²⁺可將Zn²⁺轉化為Zn（OH）₂沉淀，溶液中鋅離子濃度小于10^-5 mol•L^-1，可以近似認為鋅離子不存在；所以某廢液中含Zn²⁺離子，為提取Zn²⁺離子可以控制溶液中pH值的范圍是8.0＜pH＜12.0，
故答案為：8.0＜pH＜12.0；
（4）保險粉（Na₂S₂O₄）可以將氫氧化鐵還原為氫氧化亞鐵，發生的離子方程式為：6Fe（OH）₃+S₂O₄^2-+2OH^-=6Fe（OH）₂+2SO₄^2-+4H₂O，
 故答案為：將氫氧化鐵還原為氫氧化亞鐵；
（5）Fe（OH）₂懸濁液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）當不斷滴入EDTA時，EDTA將結合Fe ²⁺促使平衡向右移動而使Fe（OH）₂不斷溶解，
故答案為：Fe（OH）₂懸濁液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）當不斷滴入EDTA時，EDTA將結合Fe ²⁺促使平衡向右移動而使Fe（OH）₂不斷溶解；
（6）觀察實驗2、3知，其它條件相同時，溫度不同，鐵含量相同，采取低溫能抑制氫氧化鎂的溶解，所以采用低溫較好，選40℃，觀察實驗3、4知，其它條件相同時，EDTA質量越大，含鐵量越低，所以選取EDTA質量為0.10g，觀察實驗1、2知，其它條件相同時，保險粉質量越大，含鐵量越低，所以選取保險粉質量為0.10g
故選C．

點評 本題考查了難溶電解質的溶解平衡，注意對圖象和表格中的數據的分析，物質制備實驗方法，物質組成的計算應用，氧化還原反應的電子轉移計算，鎂、鋁及其化合物性質的分析判斷，題目難度中等．