Question

10．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：K_sp[Zn（OH）₂]=1.2×10^-17；Zn（OH）₂既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)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ZnO₂^2-+2H⁺=Zn（OH）₂↓．
（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8.3，為防止Zn（OH）₂溶解，可將稀H₂SO₄改為CO₂．（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6：1．
（4）①由溶液B制得Fe₃O₄膠體粒子的過程中通入N₂的原因是防止Fe²⁺[或Fe（OH）₂]被空氣（或氧氣）氧化．
②Fe₃O₄膠體粒子的直徑的范圍是1～100nm．
③確定濾液B中含有Fe²⁺的試劑是K₃[Fe（CN）₆]溶液或酸性高錳酸鉀溶液．
（5）試解釋在實(shí)驗(yàn)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．

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加稀硫酸使溶液中ZnO₂^2-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：流程中加人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，得到含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的B溶液，再加入NaHCO₃，并通入氮?dú)�，生成四氧化三鐵膠體粒子，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）溶液A為Na₂ZnO₂，加稀H₂SO₄生成Zn（OH）₂，離子方程式為ZnO₂^2-+2H⁺=Zn（OH）₂↓；
故答案為：ZnO₂^2-+2H⁺=Zn（OH）₂↓；
（2）已知：K_sp[Zn（OH）₂]=1.2×10^-17，Zn（OH）₂飽和溶液中c（Zn²⁺）=3×10^-6mol/L，Zn（OH）₂開始溶解，則c（Zn²⁺）•c（OH^-）²＜K_sp[Zn（OH）₂]，則c（OH^-）＜$\sqrt{\frac{1.2×1{0}^{-17}}{3×1{0}^{-6}}}$=2×10^-6mol/L，故c（H⁺）＞5×10^-9mol/L，故pH為8.3時(shí)開始溶解，為防止Zn（OH）₂溶解，可將稀H₂SO₄改為弱酸，故可選擇通入CO₂氣體；
故答案為：8.3；CO₂；
（3）流程中加人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，還原劑與氧化劑反應(yīng)的物質(zhì)的量之比是6：1；
故答案為：6：1；
（4）①持續(xù)通入N₂，防止Fe²⁺[或Fe（OH）₂]被氧化；
故答案為：防止Fe²⁺[或Fe（OH）₂]被空氣（或氧氣）氧化；
②膠體微粒直徑范圍為1～100nm；
故答案為：1～100nm；
③亞鐵離子能與K₃[Fe（CN）₆]溶液生成藍(lán)色沉淀，同時(shí)具有還原性，可使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
故答案為：K₃[Fe（CN）₆]溶液或酸性高錳酸鉀溶液；
（5）根據(jù)題意：Zn（OH）₂既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還能溶于氨水，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺，則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；
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．

點(diǎn)評 本題以物質(zhì)的制備為載體，考查實(shí)驗(yàn)基本操作和技能，對信息的利用、實(shí)驗(yàn)條件的控制、溶度積的計(jì)算等，試題難度中等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生基本知識的基礎(chǔ)與分析問題、解決問題的能力，注意對題目信息的獲�。�