Question

5．利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe₃O₄膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO．制備流程圖如下：

已知：Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似，請回答下列問題：
（1）用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有AB．
A．去除油污  B．溶解鍍鋅層C．去除鐵銹  D．鈍化
（2）由溶液B制取Fe₃O₄膠體粒子的過程中，須持續(xù)通入N₂，其原因是在N₂氣氛下，防止Fe²⁺被氧化．
（3）用重鉻酸鉀法（一種氧化還原滴定法）可測定產(chǎn)物Fe₃O₄中的二價鐵含量，發(fā)生的離子反應(yīng)是：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．現(xiàn)取3.50g產(chǎn)物Fe₃O₄進(jìn)行測定，滴定終點時，耗濃度為0.0100mol•L^-1的K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，則產(chǎn)物Fe₃O₄中二價鐵的質(zhì)量百分含量為24.0%．（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．
（4）配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時，下列儀器中不必要用到的有③④（用編號表示）．
①電子天平�、跓�杯�、哿客病、苠F形瓶　⑤容量瓶   ⑥膠頭滴管
（5）滴定操作中，如果滴定前裝有K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié)束后氣泡消失，則測定結(jié)果將偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 廢舊鍍鋅鐵皮加入氫氧化鈉溶液中反應(yīng)，鋅溶解生成偏鋅酸鈉和氫氣，鐵不溶解，過濾得到濾液A為Na₂ZnO₂，調(diào)節(jié)溶液PH生成氫氧化鋅沉淀，過濾、洗滌、灼燒得到氧化鋅，不溶物為鐵，溶于稀硫酸加入適量過氧化氫，調(diào)節(jié)溶液PH=1～2，部分氧化亞鐵離子為鐵離子，得到含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的B溶液，加熱促進(jìn)水解生成四氧化三鐵膠體粒子；
（1）根據(jù)Zn及化合物的性質(zhì)與Al及化合物的性質(zhì)相似，Zn也能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氫氧化鈉溶液起到溶解鍍鋅層和去除油污作用；
（2）持續(xù)通入N₂，防止Fe²⁺被氧化；
（3）根據(jù)離子方程式定量關(guān)系計算得到亞鐵離子的物質(zhì)的量，計算得到亞鐵離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）根據(jù)溶液濃度的精度，應(yīng)選擇電子天平用于稱量固體質(zhì)量，燒杯用于溶解固體，玻璃棒用于攪拌和引流操作，容量瓶用于配置溶液，膠頭滴管用于加水定容；
（5）根據(jù)對K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的影響分析，滴定前裝有K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié)束后氣泡消失，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積會偏大，c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$．

解答 解：廢舊鍍鋅鐵皮加入氫氧化鈉溶液中反應(yīng)，鋅溶解生成偏鋅酸鈉和氫氣，鐵不溶解，過濾得到濾液A為Na₂ZnO₂，調(diào)節(jié)溶液PH生成氫氧化鋅沉淀，過濾、洗滌、灼燒得到氧化鋅，不溶物為鐵，溶于稀硫酸加入適量過氧化氫，調(diào)節(jié)溶液PH=1～2，部分氧化亞鐵離子為鐵離子，得到含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的B溶液，加熱促進(jìn)水解生成四氧化三鐵膠體粒子；
（1）根據(jù)Zn及化合物的性質(zhì)與Al及化合物的性質(zhì)相似，Zn也能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氫氧化鈉溶液起到溶解鍍鋅層和去除油污作用，
故答案為：AB；
（2）持續(xù)通入N₂，防止Fe²⁺被氧化；
故答案為：在N₂氣氛下，防止Fe²⁺被氧化；
（3）現(xiàn)取3.50g產(chǎn)物Fe₃O₄進(jìn)行測定，滴定終點時，耗濃度為0.0100mol•L^-1的K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，
              Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
               1       6
0.0100mol•L^-1×0.25L   n（Fe²⁺）
 n（Fe²⁺）=0.015mol
則產(chǎn)物Fe₃O₄中二價鐵的質(zhì)量百分含量為$\frac{0.015×56}{3.5}$×100%=24.0%，
故答案為：24.0%；
（4）根據(jù)溶液濃度的精度，應(yīng)選擇電子天平用于稱量固體質(zhì)量，燒杯用于溶解固體，玻璃棒用于攪拌和引流操作，容量瓶用于配置溶液，膠頭滴管用于加水定容，不必要用到的有③量筒�、苠F形瓶，
故答案為：③④；
（5）如果滴定前裝有K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，這樣就造成讀數(shù)偏��；滴定結(jié)束后氣泡消失，這樣讀數(shù)就正常，所以讀出來的K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大，c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$，測定結(jié)果將偏大，
故答案為：偏大．

點評 本題以“廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe₃O₄膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO”為載體，考查實驗基本操作和技能，涉及標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及滴定的誤差分析、對信息的利用、實驗條件的控制等，試題難度中等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生基本知識的基礎(chǔ)與分析問題、解決問題的能力．