Question

铁酸锌（ZnFe₂O₄）是对可见光敏感的半导体催化剂，其实验室制备原理为：

Zn²⁺+2Fe²⁺+3C₂O₄^2－+6H₂O ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O↓……………(a)

ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O  ZnFe₂O₄+2CO₂↑+4CO↑+6H₂O ……………(b)

（1）上述制备原理中属于氧化还原反应的是          （选填：“a”或“b”）。

（2）制备ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O时，可选用的药品有：

Ⅰ、(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O，Ⅱ、ZnSO₄·7H₂O及Ⅲ、(NH₄)₂C₂O₄·7H₂O。

①称量药品时，必须严格控制n(Fe²⁺)/n(Zn²⁺)=    。

②选用的加料方式是            (填字母)。

a．按一定计量比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同时加入反应器并加水搅拌，然后升温至75℃。

b．按一定计量比，Ⅰ、Ⅲ同时加入反应器加水配成溶液，然后加入Ⅱ，然后升温到75℃。

c．按一定计量比，将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲，Ⅲ另配成配制溶液乙，甲、乙同时加热到75℃，然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中，并持续搅拌。

（3）从溶液中分离出ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O需过滤、洗涤。已洗涤完全的依据是          。

（4）ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O热分解需用酒精喷灯，还用到的硅酸盐质仪器有           和         。

（5）某化学课外小组拟用废旧干电池锌皮（含杂质铁），结合下图信息利用实验可提供的试剂制取纯净的ZnSO₄溶液。

实验中可选用的试剂如下：

（a）30%H₂O₂；（b）新制氯水；

（c）1.0 mol·L^－1NaOH溶液；

（d）3mol·L^-1稀硫酸；

（e）纯ZnO粉末；

（f）纯锌粉。

实验步骤依次为：①将锌片完全溶于稍过量的3mol·L^－1稀硫酸，加入      （选填字母，下同）；②加入     ；③加热到60℃左右并不断搅拌；

④过滤得ZnSO₄溶液。其中步骤③加热的主要目的有        。

Answer

（1）b 

（2）①2:1 ②c

（3）取最后一次洗涤液，滴入1-2滴盐酸酸化的氯化钡溶液，若不出现白色沉淀，表示已经洗涤完全。

（4）坩埚；泥三角。

（5）② a(ad)，③c；促进三价铁离子水解转化为沉淀并使过量的过氧化氢除去。

【解析】

试题分析：（1）a项中元素的化合价没有发生变化，b中有元素化合价变化了，故选b；（2）制备ZnFe2(C2O4)3·6H2O时，可选用的药品有：Ⅰ、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，Ⅱ、ZnSO4·7H2O及Ⅲ、(NH4)2C2O4·7H2O。①根据化学式ZnFe2(C2O4)3·6H2O，在化学式中n(Fe2+)/n(Zn2+)=1：2故称量药品时，必须严格控制n(Fe2+)/n(Zn2+)=1：2。②选用的加料方式是c．按一定计量比，将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲，Ⅲ另配成配制溶液乙，甲、乙同时加热到75℃，然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中，并持续搅拌。（3）判断洗涤液已洗涤完全的依据是主要是检测吸附在表面的离子，若能检测到说明没有洗干净，具体方法如下：取最后一次洗涤液，滴入1-2滴盐酸酸化的氯化钡溶液，若不出现白色沉淀，表示已经洗涤完全。（4）ZnFe2(C2O4)3·6H2O热分解需用酒精喷灯，说明分解时的温度比较高，故要放在坩埚中进行，还用到泥三角。（5）由于废旧干电池锌皮（含杂质铁），制取纯净的ZnSO4溶液必须除去二价铁离子，先用（a）30%H2O2进行氧化，再加入纯ZnO粉末调节PH，沉淀三价铁离子，加热到60℃左右并不断搅拌；主要目的是让多余的过氧化氢分解以及加迅三价铁离子的水解生成沉淀以便除去。

考点：考查同学们结合新信息、灵活运用化学式的有关计算进行分析问题、解决问题的能力．