Question

19．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．请回答下列问题：
（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有AB．
A．去除油污     B．溶解镀锌层   C．去除铁锈        D．钝化
（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，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．若需配制浓度为0.01000mol•L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液250mL，应准确称取0.7350g K₂Cr₂O₇（保留4位有效数字，已知MK₂Cr₂O₇=294.0g•mol^-1）配制该标准溶液时，下列仪器中不必要用到的有③⑦．（用编号表示）．
①电子天平   ②烧杯   ③量筒   ④玻璃棒  ⑤容量瓶  ⑥胶头滴管  ⑦移液管．

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）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．

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，
故答案为：AB；
（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、洗涤、灼烧；
（3）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）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：0.7350g；③⑦．

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．