Question

【題目】利用廢舊鍍鋅鐵皮制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產物ZnO，制備流程圖如下：

已知反應：①Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑②Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O

回答下列問題：

（1）步驟I中的分離操作名稱是_______，溶液A中的溶質有_______(填化學式)。

（2）步驟Ⅲ中反應的離子方程式是___________________________________。

（3）證明溶液B中含有Fe2+的方法是_________________________________。

（4）步驟Ⅴ可選用的試劑是_______（填序號）。

a. NaOH溶液 b. 氨水 c. 鹽酸

（5）在工業上常用水熱法制造Fe3O4膠體粒子，有利于提高其純度和磁性能，主要反應過程為：Fe2++S2O32-+O2+OH- →Fe3O4（膠體）+S4O62-+H2O，若反應過程中產生的Fe3O4（膠體）與S4O62-均為1mol，則參加反應的氧氣在標準狀況下的體積為____________L。

Answer 1

【答案】過濾 Na2ZnO2、NaOH 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 取少量樣品于試管中，加入KMnO4溶液，如果KMnO4溶液紫紅色褪去，則說明有Fe2+；如果沒有褪色，則說明沒有Fe2+ c 22.4

【解析】

廢舊鍍鋅鐵皮中含有Zn和Fe，依據Zn能與NaOH溶液反應，Fe不與NaOH反應，廢舊鍍鋅鐵皮中加入NaOH溶液，然后過濾，不溶物為Fe，溶液A為Na2ZnO2和過量NaOH，不溶物中加入稀硫酸，發生反應Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，溶液B中加入適量的H2O2，部分Fe2＋被氧化成Fe3＋，然后依此分析即可；

（1）根據流程，步驟I得到不溶物和溶液A，即步驟I的名稱為過濾，Zn能與NaOH溶液反應，生成Na2ZnO2，以及所加NaOH過量，即溶液A中溶質為Na2ZnO2和NaOH；

（2）步驟Ⅲ加入適量的H2O2，H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，離子方程式為2Fe2+＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O；

（3）證明Fe2＋存在的方法利用Fe2＋具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，具體操作是取少量樣品于試管中，加入KMnO4溶液，如果KMnO4溶液紫紅色褪去，則說明有Fe2＋；如果沒有褪色，則說明沒有Fe2＋；

（4）步驟V，調節pH，使Na2ZnO2轉化成Zn(OH)2，利用NaAlO2與酸反應生成Al(OH)3沉淀，即Na2ZnO2和酸反應生成Zn(OH)2沉淀，故選項c正確；

（5）根據反應方程式，Fe2＋→Fe3O4，＋2價Fe→＋3價，S2O32－→S4O62－中S的化合價由＋2價→＋2.5價，產生Fe3O4與S4O62－均為1mol，失去電子共4mol，根據得失電子數目守恒，參加反應的O2為1mol，即標準狀況下的體積為22.4L。