Question

20．利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe₃O₄胶体粒子及副产物ZnO．制备流程如下：

已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似．请回答下列问题：
（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有AB．
A．去除油污 B．溶解镀锌层 C．去除铁锈 D．钝化
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）₂沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是抽滤、洗涤、灼烧．
（3）由溶液B制得Fe₃O₄胶体粒子的过程中，须持续通入N₂，其原因是在N₂气氛下，防止Fe²⁺被氧化．
（4）Fe₃O₄胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离不能（填“能”或“不能”），理由是胶体粒子太小，抽滤时容易透过滤纸．
（5）用重铬酸钾法（一种氧化还原滴定法）可测定产物Fe₃O₄中的二价铁含量．若需配制浓度为0.01000mol•L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液250mL，应准确称取K₂Cr₂O₇0.7350g（保留4位有效数字，已知M（K₂Cr₂O₇）=294.0g•mol^-1）．配制该标准溶液时，下列仪器不必要用到的有③⑦．（用编号表示）①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
（6）滴定操作中，如果滴定前装有K₂Cr₂O₇标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则滴定结果将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应，锌溶解生成偏锌酸钠和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液A为Na₂ZnO₂，调节溶液PH生成氢氧化锌沉淀，过滤、洗涤、灼烧得到氧化锌，不溶物为铁，溶于稀硫酸加入适量过氧化氢，调节溶液PH=1～2，部分氧化亚铁离子为铁离子，得到含Fe²⁺、Fe³⁺的B溶液，加热促进水解生成四氧化三铁胶体粒子，
（1）根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn也能和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠溶液起到溶解镀锌层和去除油污作用；
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）₂沉淀，抽滤就可以得到氢氧化锌沉淀，高温灼烧氢氧化锌分解得到ZnO；
（3）持续通入N₂，防止Fe²⁺被氧化；
（4）Fe₃O₄胶体粒子能透过滤纸；
（5）根据m=cVM计算m（K₂Cr₂O₇）；
根据溶液浓度的精度，应选择电子天平用于称量固体质量，烧杯用于溶解固体，玻璃棒用于搅拌和引流操作，容量瓶用于配置溶液，胶头滴管用于加水定容；
（6）根据对K₂Cr₂O₇标准溶液体积的影响分析．

解答 解：废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应，锌溶解生成偏锌酸钠和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液A为Na₂ZnO₂，调节溶液PH生成氢氧化锌沉淀，过滤、洗涤、灼烧得到氧化锌，不溶物为铁，溶于稀硫酸加入适量过氧化氢，调节溶液PH=1～2，部分氧化亚铁离子为铁离子，得到含Fe²⁺、Fe³⁺的B溶液，加热促进水解生成四氧化三铁胶体粒子，
（1）根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn也能和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠溶液起到溶解镀锌层和去除油污作用，
故答案为：AB；
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）₂沉淀，抽滤就可以得到氢氧化锌沉淀，洗涤除去附着的离子，高温灼烧氢氧化锌分解得到ZnO，
故答案为：抽滤、洗涤、灼烧；
（3）持续通入N₂，防止Fe²⁺被氧化；
故答案为：在N₂气氛下，防止Fe²⁺被氧化；
（4）Fe₃O₄胶体粒子能透过滤纸，所以不能用过滤的方法实现固液分离，
故答案为：不能；胶体粒子太小，抽滤时容易透过滤纸；
（5）m（K₂Cr₂O₇）=0.01000mol•L^-1×0.250 L×294.0 g•mol^-1=0.7350g；
根据溶液浓度的精度，应选择电子天平用于称量固体质量，烧杯用于溶解固体，玻璃棒用于搅拌和引流操作，容量瓶用于配置溶液，胶头滴管用于加水定容．故用不到的仪器为量筒和移液管，
故答案为：0.7350；③⑦；
（6）如果滴定前装有K₂Cr₂O₇标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，这样就造成读数偏小；滴定结束后气泡消失，这样读数就正常，所以读出来的K₂Cr₂O₇标准溶液体积偏大，测定结果将偏大，
故答案为：偏大．

点评 本题以“废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe₃O₄胶体粒子及副产物ZnO”为载体，考查实验基本操作和技能，涉及标准溶液的配制及滴定的误差分析、对信息的利用、实验条件的控制等，试题难度中等，是对学生综合能力的考查，需要学生基本知识的基础与分析问题、解决问题的能力．