Question

5．利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe₃O₄膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO．制備流程圖如下：

已知：Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似．
（1）磁性Fe₃O₄中鐵元素的化合價是+2、+3價，F(xiàn)e₃O₄與稀H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₃O₄+4H₂SO₄═FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O
（2）在酸性條件下，H₂O₂能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）溶液B中含有Fe²⁺、Fe³⁺，在空氣中滴加NaOH溶液發(fā)生的離子反應(yīng)：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓、Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（4）如何證明溶液B中含有Fe³⁺向溶液B中滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變成紅色證明溶液中含有Fe³⁺
（5）溶液B中含有Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺，檢驗B中Fe²⁺的方法：取少量B溶液于潔凈試管中滴入幾滴溴水．若溴水褪色，即證明溶液B中含有Fe²⁺
（6）由溶液B制取Fe₃O₄膠體粒子的過程中要持續(xù)不斷地通入N₂原因在N₂的氣氛下，可防止Fe²⁺被氧化．

Answer 1

分析 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調(diào)節(jié)pH使溶液中ZnO₂^2-轉(zhuǎn)化為Zn（OH）₂沉淀，再經(jīng)過抽濾、洗滌、干燥，灼燒得到ZnO．不溶物Fe中加入硫酸，反應(yīng)生成硫酸亞鐵，調(diào)節(jié)溶液PH=1～2，并加入適量過氧化氫，氧化部分亞鐵離子為鐵離子，得到含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的B溶液，再加入氫氧化鈉溶液，加熱分解生成四氧化三鐵膠體粒子，以此來解答．

解答 解：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調(diào)節(jié)pH使溶液中ZnO₂^2-轉(zhuǎn)化為Zn（OH）₂沉淀，再經(jīng)過抽濾、洗滌、干燥，灼燒得到ZnO．不溶物Fe中加入硫酸，反應(yīng)生成硫酸亞鐵，調(diào)節(jié)溶液PH=1～2，并加入適量過氧化氫，氧化部分亞鐵離子為鐵離子，得到含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的B溶液，再加入氫氧化鈉溶液，加熱分解生成四氧化三鐵膠體粒子，
（1）Fe₃O₄可看作FeO．Fe₂O₃，磁性Fe₃O₄中鐵元素的化合價是+2、+3價，F(xiàn)e₃O₄與稀H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₃O₄+4H₂SO₄═FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O，
故答案為：+2、+3價；Fe₃O₄+4H₂SO₄═FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
（2）在酸性條件下，H₂O₂能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）溶液B中含有Fe²⁺、Fe³⁺，在空氣中滴加NaOH溶液發(fā)生的離子反應(yīng)有：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓、Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓、Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（4）證明溶液B中含有Fe³⁺的方法為向溶液B中滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變成紅色證明溶液中含有Fe³⁺，
故答案為：向溶液B中滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變成紅色證明溶液中含有Fe³⁺；
（5）亞鐵離子具有還原性，檢驗B中Fe²⁺的方法為用溴水或酸性KMnO₄溶液檢驗．即取少量B溶液于潔凈試管中滴入幾滴溴水．若溴水褪色，即證明溶液B中含有Fe²⁺，
故答案為：取少量B溶液于潔凈試管中滴入幾滴溴水．若溴水褪色，即證明溶液B中含有Fe²⁺；
（6）要持續(xù)不斷地通入N₂原因是在N₂的氣氛下，可防止Fe²⁺被氧化，故答案為：在N₂的氣氛下，可防止Fe²⁺被氧化．

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗，為高頻考點，把握制備流程中的反應(yīng)、物質(zhì)的鑒別和檢驗等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用，題目難度中等．