Question

11．某菱鐵礦的主要成分是FeCO₃，還含有SiO₂、少量CaCO₃和 Al₂O₃．圖是利用該菱鐵礦制備磁性Fe₃O₄膠體粒子的簡要工藝流程：

（1）菱鐵礦石粉碎的目的是增大固體表面積，提升“堿浸”時的化學(xué)反應(yīng)速率；堿浸可否用較便宜的Ca（OH）₂替代NaOH？說明理由：不能，Ca（OH）₂溶解度較小不能順利溶解鐵礦中的Al₂O₃．
（2）“不溶物”加稀鹽酸可否改用不易揮發(fā)的稀硫酸？說明理由不可，CaSO₄微溶很難除凈固體中的CaCO₃；“不溶物”加稀鹽酸后“部分氧化”之前還有項(xiàng)操作，化學(xué)實(shí)驗(yàn)名稱為過濾．
（3）“部分氧化”離子方程式為ClO₃^-+6H⁺+6Fe²⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O．
（4）如何實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“部分氧化”的濾液中存在Fe²⁺？往試樣中滴加高錳酸鉀酸性溶液，高錳酸鉀紫紅色褪去，說明濾液中尚存Fe²⁺．
（5）Fe₃O₄膠粒的直徑的范圍是1～100nm．

Answer 1

分析 菱鐵礦的主要成分是FeCO₃，還含有SiO₂、少量CaCO₃和 Al₂O₃，粉碎后加入氫氧化鈉溶液，二氧化硅、氧化鋁可溶解與氫氧化鈉溶液中，不溶物含有FeCO₃，少量CaCO₃，加入稀鹽酸將碳酸鈣和碳酸亞鐵分離，過濾后在濾液中加入NaClO₃，可使部分亞鐵離子氧化生成鐵離子，在濾液中加入碳酸氫鈉，在氮?dú)獾沫h(huán)境中反應(yīng)生成四氧化三鐵，用磁懸浮分離可得Fe₃O₄膠體，以此解答該題．

解答 解：（1）菱鐵礦石粉碎，固體表面積增大，可增大反應(yīng)速率，氫氧化鈣濃度較低，溶液堿性較弱，不能溶解氧化鋁，
故答案為：增大固體表面積，提升“堿浸”時的化學(xué)反應(yīng)速率；不能，Ca（OH）₂溶解度較小不能順利溶解鐵礦中的Al₂O₃；
（2）不能加入稀硫酸代替鹽酸，否則生成硫酸鈣，微溶于水而難以除盡固體中的碳酸鈣，不溶物加入鹽酸后需過濾除去雜質(zhì)，
故答案為：不可，CaSO₄微溶很難除凈固體中的CaCO₃；過濾；
（3）氯酸根離子在酸性條件下可與亞鐵離子，離子方程式為ClO₃^-+6H⁺+6Fe²⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O，故答案為：ClO₃^-+6H⁺+6Fe²⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O；
（4）亞鐵離子具有還原性，可與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，檢驗(yàn)方法是往試樣中滴加高錳酸鉀酸性溶液，高錳酸鉀紫紅色褪去，說明濾液中尚存Fe²⁺，
故答案為：往試樣中滴加高錳酸鉀酸性溶液，高錳酸鉀紫紅色褪去，說明濾液中尚存Fe²⁺；
（5）Fe₃O₄膠粒的直徑的范圍是1～100nm，故答案為：故答案為：1～100nm．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ�注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)的原理，難度中等．