题目内容

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

已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似．
（1）磁性Fe3O4中铁元素的化合价是+2、+3价，Fe3O4与稀H2SO4反应的化学方程式为Fe3O4+4H2SO4═FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O
（2）在酸性条件下，H2O2能将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
（3）溶液B中含有Fe2+、Fe3+，在空气中滴加NaOH溶液发生的离子反应：Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Fe2++2OH-═Fe（OH）2↓、4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3．
（4）如何证明溶液B中含有Fe3+向溶液B中滴入几滴KSCN溶液，若溶液变成红色证明溶液中含有Fe3+
（5）溶液B中含有Fe2+，Fe3+，检验B中Fe2+的方法：取少量B溶液于洁净试管中滴入几滴溴水．若溴水褪色，即证明溶液B中含有Fe2+
（6）由溶液B制取Fe3O4胶体粒子的过程中要持续不断地通入N2原因在N2的气氛下，可防止Fe2+被氧化．

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ZnO22-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，以此来解答．

解答 解：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ZnO22-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）Fe3O4可看作FeO．Fe2O3，磁性Fe3O4中铁元素的化合价是+2、+3价，Fe3O4与稀H2SO4反应的化学方程式为Fe3O4+4H2SO4═FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O，
故答案为：+2、+3价；Fe3O4+4H2SO4═FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O；
（2）在酸性条件下，H2O2能将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
（3）溶液B中含有Fe2+、Fe3+，在空气中滴加NaOH溶液发生的离子反应有：Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Fe2++2OH-═Fe（OH）2↓、4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3，
故答案为：Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Fe2++2OH-═Fe（OH）2↓、4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3；
（4）证明溶液B中含有Fe3+的方法为向溶液B中滴入几滴KSCN溶液，若溶液变成红色证明溶液中含有Fe3+，
故答案为：向溶液B中滴入几滴KSCN溶液，若溶液变成红色证明溶液中含有Fe3+；
（5）亚铁离子具有还原性，检验B中Fe2+的方法为用溴水或酸性KMnO4溶液检验．即取少量B溶液于洁净试管中滴入几滴溴水．若溴水褪色，即证明溶液B中含有Fe2+，
故答案为：取少量B溶液于洁净试管中滴入几滴溴水．若溴水褪色，即证明溶液B中含有Fe2+；
（6）要持续不断地通入N2原因是在N2的气氛下，可防止Fe2+被氧化，故答案为：在N2的气氛下，可防止Fe2+被氧化．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备流程中的反应、物质的鉴别和检验等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意氧化还原反应的应用，题目难度中等．

练习册系列答案
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15．根据如表（部分短周期元素的原子半径及主要化合价）信息，下列叙述正确的是（　　）
元素代号ABCDE
原子半径/nm0.1860.1430.0890.1040.074
主要化合价+1+3+2+6、-2-2
A．E2-与B3+的核外电子数不可能相等
B．离子半径大小A+＜E2-
C．最高价氧化物对应水化物的碱性A＜C
D．氢化物的稳定性H2D＞H2E
16．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．NaHCO3溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液：2HCO3-+Ba2++2OH-═BaCO3?+2H2O+CO32-
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C．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色：2AgCl+S2-═Ag2S↓+2Cl-
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13．将质量为a克的铜丝在酒精灯上加热灼烧后，分别插入到下列溶液中，放置片刻，铜丝质量不变的是（　　）
A．盐酸B．氢氧化钠C．无水乙醇D．石灰水
20．下列反应的离子方程式正确的是（　　）
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B．用小苏打治疗胃酸过多：CO32-+2H+═CO2↑+H2O
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10．下列离子方程式中，正确的是（　　）
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C．盐酸滴在石灰石上：CaCO3+2H+═H2CO3+Ca2+
D．氧化铜与硫酸混合：Cu2++SO42-═CuSO4
17．下列说法不正确的是（　　）
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B．可用超纯硅制造的单晶硅来制造计算机的芯片
C．实验室用二氧化锰和浓盐酸共热制取少量氯气
D．氢氧化钠溶液要盛放在磨口玻璃塞的试剂瓶里
14．室温下，在0.1mol/L Na2S溶液中，粒子浓度关系正确的是（　　）
A．c（Na+）＞c（HS-）＞c（OH-）＞c （H2S）B．c （Na+）+c （H+）=c （S2-）+c （OH-）+c （HS-）
C．2c （Na+）=c （S2-）+c （H2S）+c （HS-）D．c（Na+）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c （H+）
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B．分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水
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