Question

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)步骤IV中反应的离子方程式是____________________________。

(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)步骤VI的实验操作是______________。

Answer

过滤 Na2ZnO2、NaOH 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe2++2Fe3++8OH－Fe3O4+4H2O c 灼烧(或加热)

【解析】

向废旧镀锌铁皮加入过量的NaOH溶液，发生反应，Zn溶解生成Na2ZnO2和H2，铁不溶解，过滤得到滤液A含有Na2ZnO2、NaOH，调节溶液pH生成Zn(OH)2沉淀，过滤、洗涤、灼烧得到ZnO，固体不溶物A是Fe，将其溶于稀硫酸反应产生FeSO4，向溶液中加入适量H2O2，调节溶液pH=1～2，部分Fe2+被氧化为Fe3+，得到含Fe2+、Fe3+的B溶液，加热促进水解生成Fe3O4胶体粒子。

(1) 步骤I是分离难溶性固体和可溶性液体混合物，该分离操作名称是过滤；溶液A中的溶质有Na2ZnO2、NaOH；

(2)步骤Ⅲ是H2O2在酸性溶液中氧化Fe2+为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O；

(3)步骤IV是向含有Fe2+、Fe3+的溶液中加入NaOH溶液，加热，发生反应产生Fe3O4，同时反应产生水，该反应的离子方程式是Fe2++2Fe3++8OH－Fe3O4+4H2O；

(4)溶液A含有Na2ZnO2、NaOH，若使Zn2+转化为Zn(OH)2沉淀，步骤Ⅴ是向该混合溶液中加入盐酸，调整溶液的pH，首先发生反应：HCl+NaOH=NaCl+H2O，然后发生：Na2ZnO2+2HCl =2NaCl+ Zn(OH)2↓；故合理选项是c；

(5)步骤VI的实验操作是将Zn(OH)2加热，Zn(OH)2发生分解反应：Zn(OH)2 ZnO+H2O，故步骤Ⅵ的实验操作是灼烧(或加热。