Question

【題目】利用廢舊鋅鐵皮制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO的一種制備流程圖如下：

已知：Ksp[Zn(OH)2]= 1.2×10—17；Zn(OH)2既能溶于強酸，又能溶于強堿．還能溶于氨水，生成[Zn（NH3)4]2＋．

（1）溶液A中加稀H2SO4生成Zn(OH)2的離子方程式為_________。

（2）常溫下，Zn(OH)2飽和溶液中c(Zn2＋)=3×10—6mol/L，若溶液A中加入稀H2SO4過量，會溶解產(chǎn)生的Zn(OH)2，Zn(OH)2開始溶解的pH為_________，為防止Zn(OH)2溶解，可將稀H2SO4改為_________。（lg2=0.3）

（3）“部分氧化”階段，NaClO3被還原為Cl—，還原劑與氧化劑反應的物質(zhì)的量之比是_________。

（4）①由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中通入N2的原因是_________。

②Fe3O4膠體粒子的直徑的范圍是_________。

③確定濾液B中含有Fe2＋的試劑是_________。

（5）試解釋在實驗室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應制備氫氧化鋅的原因_________。

Answer 1

【答案】 ZnO22— + 2H+ = Zn(OH)2↓ 8.3 CO2 6:1 防止Fe2+[或Fe(OH)2]被空氣（或氧氣）氧化 1～100nm K3[Fe(CN)6]溶液(或鐵氰化鉀溶液或酸性高錳酸鉀） 可溶性鋅鹽與氨水反應產(chǎn)生的氫氧化鋅要溶于過量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2+，氨水的量不易控制（只答出“氫氧化鋅可溶于過量的氨水”也給滿分）。

【解析】廢舊鍍鋅鐵皮加入氫氧化鈉溶液中反應，鋅溶解生成偏鋅酸鈉和氫氣，鐵不溶解，過濾得到濾液A為Na2ZnO2，不溶物為Fe，溶液A加稀硫酸使溶液中ZnO22-轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2沉淀，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥，灼燒得到ZnO，不溶物Fe中加入稀鹽酸，反應生成氯化亞鐵，加入適量NaClO3，氧化部分亞鐵離子為鐵離子，得到含Fe2+、Fe3+的B溶液，再加入NaHCO3，并通入氮氣，生成四氧化三鐵膠體粒子。

(1)溶液A 為Na2ZnO2，加稀H2SO4生成Zn(OH)2的離子方程式為ZnO22— + 2H+ = Zn(OH)2↓，故答案為：ZnO22— + 2H+ = Zn(OH)2↓；

(2)常溫下，Zn(OH)2飽和溶液中c(Zn2＋)=3×10—6mol/L，則c(OH-)===2×10—6mol/L，pH=14-lg(2×10—6)=8.3為防止Zn(OH)2溶解，可將稀H2SO4改為弱酸，如通入二氧化碳，故答案為：8.3；CO2；

(3)流程中加入NaClO3氧化部分亞鐵離子為鐵離子，發(fā)生反應為6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，還原劑為亞鐵離子、氧化劑為氯酸鈉，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比6:1，故答案為：6:1；

(4)①防止Fe2+被氧化，由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中通入N2；故答案為：防止Fe2+被氧化；

②Fe3O4膠體粒子的直徑的范圍是1～100nm，故答案為：1～100nm ；

③檢驗亞鐵離子可用其還原性，方法為：取少量B溶液．滴加KMnO4溶液，(紫)紅色褪去；故答案為：KMnO4溶液；

(5)可溶性鋅鹽與氨水反應產(chǎn)生的氫氧化鋅要溶于過量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2+，氨水的量不易控制，因此在實驗室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應制備氫氧化鋅，故答案為：可溶性鋅鹽與氨水反應產(chǎn)生的氫氧化鋅要溶于過量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2+，氨水的量不易控制。