Question

利用废旧锌铁皮制备磁性Fe₃O₄胶体粒子及副产物ZnO的一种制备流程图如下：

已知：Ksp[Zn(OH)₂]= 1.2×10^—17；Zn(OH)₂既能溶于强酸，又能溶于强碱．还能溶于氨水，生成[Zn（NH₃)₄]^2＋．

（1）溶液A中加稀H₂SO₄生成Zn(OH)₂的离子方程式为_________。

（2）常温下，Zn(OH)₂饱和溶液中c(Zn^2＋)=3×10^—6mol/L，若溶液A中加入稀H₂SO₄过量，会溶解产生的Zn(OH)₂，Zn(OH)₂开始溶解的pH为_________，为防止Zn(OH)₂溶解，可将稀H₂SO₄改为_________。（lg2=0.3）

（3）“部分氧化”阶段，NaClO₃被还原为Cl^—，还原剂与氧化剂反应的物质的量之比是_________。

（4）①由溶液B制得Fe₃O₄胶体粒子的过程中通入N₂的原因是_________。

②Fe₃O₄胶体粒子的直径的范围是_________。

③确定滤液B中含有Fe^2＋的试剂是_________。

（5）试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因_________。

Answer

ZnO22— + 2H+ = Zn(OH)2↓ 8.3 CO2 6:1 防止Fe2+[或Fe(OH)2]被空气（或氧气）氧化 1～100nm K3[Fe(CN)6]溶液(或铁氰化钾溶液或酸性高锰酸钾） 可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌要溶于过量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2+，氨水的量不易控制（只答出“氢氧化锌可溶于过量的氨水”也给满分）。

【解析】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加稀硫酸使溶液中ZnO22-转化为Zn(OH)2沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥，灼烧得到ZnO，不溶物Fe中加入稀盐酸，反应生成氯化亚铁，加入适量NaClO3，氧化部分亚铁离子为铁离子，得到含Fe2+、Fe3+的B溶液，再加入NaHCO3，并通入氮气，生成四氧化三铁胶体粒子。

(1)溶液A 为Na2ZnO2，加稀H2SO4生成Zn(OH)2的离子方程式为ZnO22— + 2H+ = Zn(OH)2↓，故答案为：ZnO22— + 2H+ = Zn(OH)2↓；

(2)常温下，Zn(OH)2饱和溶液中c(Zn2＋)=3×10—6mol/L，则c(OH-)===2×10—6mol/L，pH=14-lg(2×10—6)=8.3为防止Zn(OH)2溶解，可将稀H2SO4改为弱酸，如通入二氧化碳，故答案为：8.3；CO2；

(3)流程中加入NaClO3氧化部分亚铁离子为铁离子，发生反应为6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，还原剂为亚铁离子、氧化剂为氯酸钠，还原剂与氧化剂的物质的量之比6:1，故答案为：6:1；

(4)①防止Fe2+被氧化，由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中通入N2；故答案为：防止Fe2+被氧化；

②Fe3O4胶体粒子的直径的范围是1～100nm，故答案为：1～100nm ；

③检验亚铁离子可用其还原性，方法为：取少量B溶液．滴加KMnO4溶液，(紫)红色褪去；故答案为：KMnO4溶液；

(5)可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌要溶于过量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2+，氨水的量不易控制，因此在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌，故答案为：可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌要溶于过量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2+，氨水的量不易控制。

点睛：本题以物质的制备为载体，考查实验基本操作和技能，对信息的利用、实验条件的控制等。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。