Question

【题目】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：

已知反应：①Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑②Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O

回答下列问题：

（1）步骤I中的分离操作名称是_______，溶液A中的溶质有_______(填化学式)。

（2）步骤Ⅲ中反应的离子方程式是___________________________________。

（3）证明溶液B中含有Fe2+的方法是_________________________________。

（4）步骤Ⅴ可选用的试剂是_______（填序号）。

a. NaOH溶液 b. 氨水 c. 盐酸

（5）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++S2O32-+O2+OH- →Fe3O4（胶体）+S4O62-+H2O，若反应过程中产生的Fe3O4（胶体）与S4O62-均为1mol，则参加反应的氧气在标准状况下的体积为____________L。

Answer 1

【答案】过滤 Na2ZnO2、NaOH 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 取少量样品于试管中，加入KMnO4溶液，如果KMnO4溶液紫红色褪去，则说明有Fe2+；如果没有褪色，则说明没有Fe2+ c 22.4

【解析】

废旧镀锌铁皮中含有Zn和Fe，依据Zn能与NaOH溶液反应，Fe不与NaOH反应，废旧镀锌铁皮中加入NaOH溶液，然后过滤，不溶物为Fe，溶液A为Na2ZnO2和过量NaOH，不溶物中加入稀硫酸，发生反应Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，溶液B中加入适量的H2O2，部分Fe2＋被氧化成Fe3＋，然后依此分析即可；

（1）根据流程，步骤I得到不溶物和溶液A，即步骤I的名称为过滤，Zn能与NaOH溶液反应，生成Na2ZnO2，以及所加NaOH过量，即溶液A中溶质为Na2ZnO2和NaOH；

（2）步骤Ⅲ加入适量的H2O2，H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，离子方程式为2Fe2+＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O；

（3）证明Fe2＋存在的方法利用Fe2＋具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，具体操作是取少量样品于试管中，加入KMnO4溶液，如果KMnO4溶液紫红色褪去，则说明有Fe2＋；如果没有褪色，则说明没有Fe2＋；

（4）步骤V，调节pH，使Na2ZnO2转化成Zn(OH)2，利用NaAlO2与酸反应生成Al(OH)3沉淀，即Na2ZnO2和酸反应生成Zn(OH)2沉淀，故选项c正确；

（5）根据反应方程式，Fe2＋→Fe3O4，＋2价Fe→＋3价，S2O32－→S4O62－中S的化合价由＋2价→＋2.5价，产生Fe3O4与S4O62－均为1mol，失去电子共4mol，根据得失电子数目守恒，参加反应的O2为1mol，即标准状况下的体积为22.4L。