Question

【題目】磁性納米四氧化三鐵在催化劑、DNA檢測、疾病的診斷和治療等領域應用廣泛，其制備方法有多種，“共沉淀法”制備納米Fe3O4的流程如下：

（1）Ⅱ中的反應溫度需控制在50℃~60℃之間，實驗室控制該溫度的最佳方法是____。

（2）Ⅱ中生成Fe3O4的離子方程式是__________。

（3）操作Ⅲ包含的方法有______。

（4）檢驗Fe3O4中含有+2價鐵元素的方法是______。

（5）某同學依據上述“共沉淀法”的思路在實驗室模擬制備納米Fe3O4，當混合溶液中n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1時，容易得到理想的納米Fe3O4。

① 實際制備時選擇n(Fe3+)∶n(Fe2+)小于2∶1，原因是_____。

② 該實驗室無FeCl2溶液，現用5mLFeCl3溶液制備Fe3O4，配制n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1混合溶液的方法是____________（其它試劑自選）。

Answer 1

【答案】 水浴加熱 Fe2++2Fe3++8OH－Fe3O4+4H2O 過濾、洗滌 取少量樣品于燒杯中，加入稀鹽酸，加熱溶解，過濾，取少量濾液于試管中，滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有藍色沉淀生成，則說明樣品中含+2鐵。 制備過程中少量Fe2+被氧化，最終n(Fe3+)∶n(Fe2+)接近理論值2:1 取2mLFeCl3溶液于試管中，加入足量鐵粉，振蕩使其充分反應，過濾，在濾液中加入剩余的3mLFeCl3溶液，即為n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1:1混合溶液

【解析】（1）Ⅱ中的反應溫度需控制在50℃~60℃之間，水的沸點是100℃，實驗室控制該溫度的最佳方法是水浴加熱；（2）Ⅱ中氯化鐵和氯化亞鐵與氫氧化鈉反應生成Fe3O4沉淀，反應的離子方程式為：Fe2++2Fe3++8OH－Fe3O4+4H2O；（3）操作Ⅲ是將沉淀進行過濾和洗滌；（4）檢驗Fe3O4中含有+2價鐵元素的方法是取少量樣品于燒杯中，加入稀鹽酸，加熱溶解，過濾，取少量濾液于試管中，滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有藍色沉淀生成，則說明樣品中含+2鐵；（5）① 實際制備時選擇n(Fe3+)∶n(Fe2+)小于2∶1，原因是制備過程中少量Fe2+被氧化，最終n(Fe3+)∶n(Fe2+)接近理論值2:1；② 該實驗室無FeCl2溶液，現用5mLFeCl3溶液制備Fe3O4，配制n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1混合溶液的方法是取2mLFeCl3溶液于試管中，加入足量鐵粉，振蕩使其充分反應，過濾，在濾液中加入剩余的3mLFeCl3溶液，即為n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1:1混合溶液。