题目内容
某兴趣小组用废铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备磁性Fe3O4纳米材料的流程示意图如下：
已知：R＝
步骤⑤中，相同条件下测得Fe3O4的产率与R的关系如图所示。
(1)步骤②中，主要反应的离子方程式是__________________。
(2)已知：Fe3＋在pH＝2.8时沉淀完全；Fe2＋在pH＝6.3时开始沉淀，在pH＝8.3时沉淀完全。
步骤③中，用NaOH溶液调pH至9，原因是________________。
(3)浊液D中铁元素以FeOOH形式存在。步骤④中，反应的化学方程式是____________________。
(4)下列说法正确的是________(选填字母)。
a．步骤④中，当反应完成后需再加热一段时间
b．步骤⑤中，反应过程中需要不断补充碱液
c．步骤⑤恰好反应时，
＝2:1
d．当
＝
时，Fe3O4的产率最高
解析：本题考查无机化工流程，意在考查考生对元素化合物的性质的理解和应用能力。(1)根据题目信息知滤液A中含有Fe3＋、Fe2＋、H＋，加入Fe，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，主要反应是前者。(2)溶液的pH≥8.3时，可使Fe2＋沉淀完全。(3)步骤④中的反应物是Fe(OH)2、H2O2，生成物中含有FeOOH。根据得失电子守恒、元素守恒完成方程式的书写。(4)步骤④中反应完成后，浊液D中可能含有过量的H2O2，需加热使其分解除去，防止其在步骤⑤中继续氧化＋2价铁元素，a正确。步骤⑤是FeOOH与Fe2＋反应制备纳米Fe3O4，根据反应环境可知其反应的离子方程式为2FeOOH＋Fe2＋＋2OH－===Fe3O4＋2H2O，所以反应过程中需要不断补充碱液，b正确。Fe3O4中
与
的物质的量之比为2:1，所以步骤⑤恰好反应时，FeOOH与Fe2＋的物质的量之比为2:1，c正确。观察图像可知，Fe3O4的产率最高时，R＝＝1.75＝
，即d项中所给的物质的量之比应为7:4，故d错误。
答案：(每空2分)(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)使亚铁离子沉淀完全
(3)2Fe(OH)2＋H2O2===2FeOOH＋2H2O
(4)abc
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不断减小
的核外电子数相等。则下列说法正确的是
溶液是定量实验中的常用试剂。实验室需用480mL一定浓度的
的吸收效率，则B中试剂是________________，
含少量NaC1、NaOH，设计实验方案进行检验。请完成下表。