Question

【題目】廢棄物回收利用可變廢為寶。某工業固體廢物的組成為Al2O3、FeO、Fe2O3等。下圖是以該固體廢物為原料制取氧化鋁、磁性Fe3O4膠體粒子的一種工藝流程:

(1)檢驗制備Fe3O4膠體粒子成功的實驗操作名稱是____________________________。

(2)寫出由溶液B制備磁性Fe3O4膠體粒子的離子方程式__________________________________。

(3)由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中，須持續通入N2。其原因是____________________________。

(4)向溶液C中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________(填“增大”，“不變”或“減小”)。

(5)固體D是Al(OH)3，空溫時Al(OH)3溶于NaOH溶液反應的平衡常數等于20，則此時Al(OH)3A1O2-+H++H2O的電離常數K=_______________。

(6)用重路酸鉀(K2Cr2O7)可測定產物磁性Fe3O4膠體粒子中鐵元素的含量，過程如下圖。已知，反應中K2Cr2O7被還原為Cr3+。

①寫出甲→乙的化學方程式___________________________________。

②寫出乙→丙的離子方程式_________________________________________。

Answer 1

【答案】 丁達爾效應 2Fe3++Fe2++8OH-Fe3O4(膠體)+4H2O N2氣氛下，防止Fe2+被氧化 減小 2.0×10-13 SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】(1) 膠體能夠產生丁達爾效應，可以通過丁達爾效應檢驗制備Fe3O4膠體粒子是否成功。答案為：丁達爾效應

（2）溶液B中含有Fe3+和Fe2+與NaOH溶液在加熱的條件下可以制備Fe3O4膠體粒子，制備的離子方程式為：2Fe3++Fe2++8OH-Fe3O4(膠體)+4H2O，答案為：2Fe3++Fe2++8OH-Fe3O4(膠體)+4H2O

（3）Fe2+容易被氧化，持續通入N2，在N2氣氛下防止Fe2+被氧化。答案為：N2氣氛下，防止Fe2+被氧化。

（4）C為NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，偏鋁酸根離子促進碳酸氫根離子電離且和氫離子結合生成氫氧化鋁白色沉淀，方程式為：NaAlO2 + NaHCO3 +H2O=Al(OH)3↓+ Na2CO3，導致溶液的pH減小。答案為：減小

（5）氫氧化鋁溶解于氫氧化鈉溶液中的離子方程式為：Al(OH)3+OH - AlO2-+2H2O，K== =20, Al(OH)3電離的方程式為：Al(OH)3 AlO2-+H++H2O；由電離方程式可知Ka=c(AlO2-)C(H+)，由K== =20和Ka=c(AlO2-)C(H+)聯立可得Ka=KKW=20110-14= 2.0×10-13,答案為：2.0×10-13

（6）①Fe3+能把Sn2+氧化為Sn4+，Fe3+被還原為Fe2+，所以甲→乙反應的化學方程式為：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2②在酸性條件下K2Cr2O7將Fe2+氧化為Fe3+,還原產物為Cr3+,所以乙→丙的反應的離子方程式為：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O答案為：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2、Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O