Question

3．利用废旧镀锌铁皮制备磁性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．
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中所用的试剂是NaOH溶液．
（2）步骤Ⅲ中反应的离子方程式是2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）步骤Ⅴ可选用的试剂是c（填序号）．
a．NaOH溶液      b．氨水      c．盐酸
（4）步骤Ⅵ的实验操作是灼烧（或加热）．

Answer 1

分析 根据实验流程图可知：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）步骤Ⅰ中所用的试剂是溶解锌分离；
（2）步骤Ⅲ是过氧化氢在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子便于除去；
（3）步骤Ⅴ是溶液中Na₂ZnO₂和酸反应生成氢氧化锌沉淀；
（4）步骤Ⅵ的实验操作是氢氧化锌受热分解生成氧化锌和水；

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，调节溶液PH生成氢氧化锌沉淀，过滤、洗涤、灼烧得到氧化锌，不溶物为铁，溶于稀硫酸加入适量过氧化氢，调节溶液PH=1～2，部分氧化亚铁离子为铁离子，得到含Fe²⁺、Fe³⁺的B溶液，加热促进水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，步骤Ⅰ所用的试剂是氢氧化钠溶液，
故答案为：氢氧化钠溶液；
（2）步骤Ⅲ是过氧化氢在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子便于除去，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）步骤Ⅴ是溶液中Na₂ZnO₂和酸反应生成氢氧化锌沉淀，选项中的氢氧化钠溶液和氨水不能形成氢氧化锌沉淀，选盐酸，
故答案为：c；
（4）步骤Ⅵ的实验操作是氢氧化锌受热分解生成氧化锌和水，反应的化学方程式为：Zn（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnO+H₂O，步骤Ⅵ的实验操作是灼烧（或加热），
故答案为：灼烧（或加热）；

点评 本题以物质的制备为载体，考查实验基本操作和技能，物质的性质、氧化还原反应方程式的书写以及滴定实验等方面的综合知识，要求学生具有分析和解决问题的能力，题目难度中等．