Question

ZnCI₂是重要的工业原料，在电化学、冶金、印染等领域用途广泛，以某厂排放的废酸液(主要成分为盐酸，含Fe²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、H₃AsO₃等杂质)和锌蓄电池废渣（主要成分为ZnO、Zn)为原料制备ZnCl₂的流程如图所示：

已知：①25℃时，K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38；K_sp[Zn(OH)₂]=1.2×10^-17；K_sp[Ni(OH)₂]=2.0×10^-15；

②溶液中的离子浓度小于等于10^-5 mol·L^-1时,认为该离子沉淀完全。

请问答下列问题：

(1)    在元素周期表中，砷（As）元索与氮元素同主族且处于第4 周期，则砷元素的最简单氢化物的电子式为_______________；其最高价氧化物对应水化物的化学式为___________________。

(2) “浸出”过程中主要生成两种单质，其化学式为________________。

(3)控制温度为75℃左右，向滤液1中加人H₂O₂，生成FeAsO₄的离子方程式为_________。    此过程中，所加入H₂O₂的量需适当大于理论值，原因因为____________。

(4)蒸发滤液3制备ZnCl₂时，需不断通人HC1的理由为____________。

(5)某纽扣电池放电时，总反应为Zn+Ag₂O+H₂O═Zn(OH)₂ + 2Ag，其正极反应式为______________。

(6)25℃时，向浓度为1.0 mol·L^-1的Fe³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺的混合溶液中滴加NaOH溶液，当Fe³⁺恰好沉淀完全时，所得溶液中c(Zn²⁺)：c(Ni²⁺)=_______________。

Answer

H3AsO4 Cu、H2 3H2O2+2H3AsO4+2Fe2+=2FeAsO4↓+6H2O+4H+ H2O2受热分解造成损失 抑制Zn2+水解，使产品更纯净 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 1:1

【解析】(1)在元素周期表中，砷（As）元索与氮元素同主族且处于第4周期，其最低价为-3价，则AsH3的电子式为；其最高正价为+5价，最高价氧化物对应水化物的化学式为H3AsO4 ；

(2) 因Zn比Cu活泼，活动顺序表排在H的前面，废酸液(主要成分为盐酸，含Fe2+、Cu2+、Ni2+、H3AsO3等杂质)和锌蓄电池废渣（主要成分为ZnO、Zn)混合时生成两种单质为Cu和H2；

(3)滤液1中含有Fe2+及H3AsO3，当加人H2O2后，Fe2+氧化为Fe3+,生成FeAsO4，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得此反应的离子方程式3H2O2+2H3AsO4+2Fe2+=2FeAsO4↓+6H2O+4H+；H2O2不稳定受热易分解，反应温度控制在75℃左右，会有部分H2O2分解，故此过程中，所加入H2O2的量需适当大于理论值；

(4)Zn2+在溶液中能水解，且升高温度促进水解，直接蒸发ZnCl2溶液最终会得到Zn(OH)2，故蒸发结晶时需不断通人HC1的目的是为了抑制Zn2+水解，使产品更纯净；

(5)某纽扣电池放电时，总反应为Zn+Ag2O+H2O═Zn(OH)2 + 2Ag，正极为Ag2O得电子被还原为Ag，其正极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-；

(6)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38，Fe3+恰好沉淀完全时，c(Fe3+)=1×10-5mol/L，则c(OH-)=×10-11mol/L，根据Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15，及Zn2+、Ni2+的浓度均为1.0 mol·L-1可知，此时溶液中Zn2+、Ni2+均未开始出现沉淀，则溶液中c(Zn2+)：c(Ni2+)仍为1:1。