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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)制備氫氧化鋅，故答案為：可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)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。