Question

5．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可以去除油污，还可以溶解镀锌层．
（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）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．请写出酸性条件下K₂Cr₂O₇与Fe²⁺反应的离子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O（K₂Cr₂O₇被还原为Cr³⁺）．
（5）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（保留四位有效数字，已知M（K₂Cr₂O₇）=294.0g•mol^-1）．
配制该标准溶液时，下列仪器一定不要用到的有③⑦（用编号表示）．
①电子天平  ②烧杯  ③量筒 ④玻璃棒 ⑤250mL容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦托盘天平
（6）若配制K₂Cr₂O₇标准溶液时，俯视刻度线，则测定结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）；滴定操作中，若滴定前装有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．

Answer 1

分析 根据实验流程图可知：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，不溶物为Fe，溶液A调节pH使溶液中ZnO₂^2-转化为Zn（OH）₂沉淀，再经过抽滤、洗涤、干燥，灼烧得到ZnO．不溶物Fe中加入硫酸，反应生成硫酸亚铁，调节溶液PH=1～2，并加入适量过氧化氢，氧化部分亚铁离子为铁离子，得到含Fe²⁺、Fe³⁺的B溶液，再加入氢氧化钠溶液，加热分解生成四氧化三铁胶体粒子．
（1）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）根据反应中Cr₂O₇^2- 被还原为Cr³⁺，Fe²⁺被氧化Fe³⁺，同时生成水，配平书写离子方程式；
（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，用250mL容量瓶用于配置溶液，胶头滴管用于加水定容；
（6）根据c（待测）=$\frac{c（标准）V（标准）}{V（待测）}$对V（标准）的影响来判断．

解答 解：（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：溶解镀锌层；
（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、灼烧；
（3）Fe²⁺容易被氧化；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）反应中Cr₂O₇^2- 被还原为Cr³⁺，Fe²⁺被氧化Fe³⁺，同时生成水，反应离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（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，用玻璃棒搅拌，恢复室温，用玻璃棒引流，移入250mL容量瓶中，继续加水至离刻度线1-2cm处，改用胶头滴管加水定容，故用不到的仪器为量筒和移液管，
故答案为：0.7350；③⑦；
（6）配制K₂Cr₂O₇标准溶液时，俯视刻度线，溶液的体积偏小，标准溶液的浓度偏大，造成消耗的V（标准）偏小，则测定结果偏小；
滴定操作中，若滴定前装有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，造成消耗的V（标准）偏大，则测定结果偏大；
故答案为：偏小；偏大．

点评 本题以物质的制备为载体，考查实验基本操作和技能，物质的性质、氧化还原反应方程式的书写以及滴定实验等方面的综合知识，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．