Question

18．利用废镀锌皮制备磁性Fe₃O₄胶体粒子及副产物ZnSO₄晶体的使用流程如下：
已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似．
（1）用NaOH溶液处理废镀锌铁皮除溶解锌外，另一个作用是除去表面的油污．为缩短用NaOH溶液处理废镀锌铁皮的时间，可采用的措施是加热、将固体粉碎（答两条）；
（2）加入适量H₂O₂溶液主要作用是氧化亚铁离子，溶液B中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：2；
（3）在由溶液B制得Fe₃O₄胶体粒子的过程中，须缓慢滴加NaOH溶液并持续通入N₂，持续通入N₂的原因是防止Fe²⁺被氧化；
（4）请补充完整下列由溶液A获得副产品ZnSO₄晶体的实验步骤：
①向溶液A中通入CO₂气体，得到Zn（OH）₂沉淀；②过滤、洗涤得到沉淀；③用适量的稀硫酸将沉淀完全溶解；④将溶液加热浓缩、冷却、洗涤、干燥即可得到产品．

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，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）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，为缩短用NaOH溶液处理废镀锌铁皮的时间，可以加热、将固体粉碎；
（2）H₂O₂具有氧化性，能将亚铁离子氧化；Fe₃O₄可以看做FeO•Fe₂O₃，故溶液B中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：2，
（3）持续通入N₂，防止Fe²⁺被氧化；
（4）向溶液A中通入CO₂气体，得到Zn（OH）₂沉淀，然后过滤、洗涤沉淀，用适量的稀硫酸将沉淀完全溶解，将溶液加热浓缩、冷却、洗涤、干燥即可得到ZnSO₄晶体．

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，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）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，为缩短用NaOH溶液处理废镀锌铁皮的时间，可以加热、将固体粉碎；
故答案为：除去表面的油污；加热、将固体粉碎；
（2）H₂O₂具有氧化性，能将亚铁离子氧化；Fe₃O₄可以看做FeO•Fe₂O₃，故溶液B中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：2，
故答案为：氧化亚铁离子、1：2；
（3）持续通入N₂，防止Fe²⁺被氧化，故答案为：防止Fe²⁺被氧化；
（4）向溶液A中通入CO₂气体，得到Zn（OH）₂沉淀，然后过滤、洗涤沉淀，用适量的稀硫酸将沉淀完全溶解，将溶液加热浓缩、冷却、洗涤、干燥即可得到ZnSO₄晶体；
故答案为：过滤；用适量的稀硫酸将沉淀完全溶解．

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、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．