Question

5．白铁皮（镀锌铁皮）常用于制造屋面、卷管和各种容器，利用废旧镀锌铁皮可制备磁性FeO₄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：
（l）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用是ab．
a．去除油污  b．溶解镀锌层  c．去除铁锈  d．钝化
（2）为获得Fe₃O₄胶体粒子，溶液B中必须含有一定量的Fe²⁺，可利用c检验其是否存在．
a．NaOH溶液  b．KSCN溶液  C．溶液KMnO₄  d．氯水
（3）由溶液B制备Fe₃O₄胶体粒子的过程中，必须持续通入以保证产品的纯度，其原因
是N₂气氛下，防止Fe²⁺被氧化．
（4）在工业上常用水热法制造Fe₃O₄胶体粒子，有利于提高其纯度和磁性能，主要反应过
程为：Fe²⁺+S₂O${\;}_{3}^{2-}$+O₂+OH^-→Fe₃O₄（胶体）+S₄O${\;}_{6}^{2-}$+H₂O
①反应过程中起还原剂作用的微粒是Fe²⁺、S₂O₃^2-；
②若反应过程中产生的Fe₃O₄（胶体）与S₄O₆^2-均为1mol，则参加反应的氧气在标准状况  下的体积为22.4L．

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，过滤得到溶液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，再经过过滤、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，据此分析作答．

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：ab；
（2）Fe²⁺有还原性，可被高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾褪色，故可选高锰酸钾检验；
故答案为：c；
（3）持续通入N₂，防止Fe²⁺被氧化；
故答案为：N₂气氛下，防止Fe²⁺被氧化；
（4）①根据反应Fe²⁺+S₂O₃^2-+O₂+OH^-→Fe₃O₄（胶体）+S₄O₆^2-+H₂O，其中部分亚铁化合价升高，硫元素化合价升高，被氧化，作还原剂；
故答案为：Fe²⁺、S₂O₃^2-；
②配平方程：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，产生的Fe₃O₄（胶体）与S₄O₆^2-均为1mol，则参加反应的氧气为1mol，则标准状况下的体积为22.4L；
故答案为：22.4．

点评 本题以物质制备为载体，考查实验基本操作和技能，涉及对信息的利用、实验条件的控制、氧化还原反应的计算等，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．