Question

（16分）鐵酸鋅（ZnFe2O4）是對可見光敏感的半導體催化劑，其實驗室制備原理為：

Zn2++2Fe2++3C2O42－+6H2O ZnFe2(C2O4)3·6H2O↓…………(a)

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

已知：ZnC2O4和FeC2O4難溶于水。

（1）上述制備原理中不屬于氧化還原反應的是 （選填：“a”或“b”）。

（2）制備ZnFe2(C2O4)3·6H2O時，可選用的藥品有：

Ⅰ．(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O

Ⅱ．ZnSO4·7H2O

Ⅲ．(NH4)2C2O4·7H2O。

①稱量藥品時，必須嚴格控制n(Fe2+)/n (Zn2+)= 。

②選用的加料方式是 (填字母)。

a．按一定計量比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同時加入反應器并加水攪拌，然后升溫至75℃。

b．按一定計量比，Ⅰ、Ⅲ同時加入反應器加水配成溶液，然后加入Ⅱ，再升溫到75℃。

c．按一定計量比，將Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲，Ⅲ另配成溶液乙，甲、乙同時加熱到

75℃，然后將乙溶液緩慢加入甲溶液中，并持續(xù)攪拌。

（3）從溶液中分離出ZnFe2(C2O4)3·6H2O需過濾、洗滌。已洗滌完全的依據(jù)是 。

（4）ZnFe2(C2O4)3·6H2O熱分解需用酒精噴燈，還用到的硅酸鹽質(zhì)儀器有 。

（5）某化學課外小組擬用廢舊干電池鋅皮（含雜質(zhì)鐵），結(jié)合下圖信息從提供的試劑中選取適當試劑，制取純凈的ZnSO4·7H2O。

實驗步驟如下：

①將鋅片完全溶于稍過量的3mol·L－1稀硫酸，加入 （選填字母，下同）。

A．30%H2O2 B．新制氯水 C．FeCl3溶液 D．KSCN溶液

②加入 。

A．純鋅粉 B．純碳酸鈣粉末 C．純ZnO粉末 D．3mol·L-1稀硫酸

③加熱到60℃左右并不斷攪拌。

④趁熱過濾得ZnSO4溶液，再蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥。

其中步驟③加熱的主要目的是 。

Answer 1

（1）a (2分)

（2）①2:1 (2分) ② c (2分)

（3）取最后一次洗滌濾液，滴入1-2滴鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不出現(xiàn)白色沉淀，表示已洗凈。

或者：取最后一次洗滌濾液，加入濃NaOH溶液加熱，若不產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，表示已洗凈。(2分，其它合理答案也給分)

（4）坩堝、泥三角 (漏寫給1分，共2分)

（5）①A (2分)

②C (2分)

促進Fe3+水解轉(zhuǎn)化為沉淀并使過量的H2O2分解除去 (答出促進鐵離子水解即給2分)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)氧化還原反應的概念，元素的化合價在反應前后發(fā)生變化的化學反應是氧化還原反應，反之則是非氧化還原反應，而a中各元素的化合價均未變化，所以不是氧化還原反應；

（2）①根據(jù)a反應可知，稱量藥品時，必須嚴格控制n(Fe2+)/n (Zn2+)=2:1 ；

②因為ZnC2O4和FeC2O4難溶于水，所以只要將III與I或II混合則會產(chǎn)生ZnC2O4和FeC2O4沉淀，不能生成ZnFe2(C2O4)3·6H2O沉淀，所以不能將III和I混合或I、II、III同時放入，應先將I與II混合，再與III一起加入，則答案選c；

（3）由反應所用的藥品可知，該反應除生成ZnFe2(C2O4)3·6H2O沉淀外還生成硫酸銨，ZnFe2(C2O4)3·6H2O沉淀中可能含有硫酸根離子或銨根離子，則證明沉淀洗滌干凈可以檢驗洗滌液中是否含有硫酸根離子或銨根離子。取最后一次洗滌濾液，滴入1-2滴鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不出現(xiàn)白色沉淀，表示已洗凈；或者：取最后一次洗滌濾液，加入濃NaOH溶液加熱，若不產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，表示已洗凈；

（4）加熱固體使之分解應在坩堝中進行，所以還需要的硅酸鹽儀器是坩堝和泥三角，坩堝放在泥三角上進行加熱；

（5）①根據(jù)離子沉淀的pH可知，應將亞鐵離子氧化為鐵離子，便于除去Fe元素雜質(zhì)，同時不能引入新的雜質(zhì)，所以選擇過氧化氫溶液，將亞鐵離子氧化為鐵離子，答案選A；

②因為稀硫酸是過量的，應調(diào)節(jié)溶液的pH在2-4之間，使鐵離子完全沉淀，則應加入與稀硫酸反應的物質(zhì)，同時不能引入新的雜質(zhì)。若加入Zn，則Zn會與鐵離子反應，生成亞鐵離子，錯誤；加入碳酸鈣，可以調(diào)節(jié)溶液的pH，但同時引入鈣離子雜質(zhì)，錯誤；加入稀硫酸只能使溶液的酸性更強，所以應加入ZnO，只與稀硫酸反應，答案選C；

因為鐵離子的水解是吸熱反應，加熱有利于鐵離子的水解，生成氫氧化鐵沉淀，從而除去；同時若①步中過氧化氫溶液是過量的，加熱可除去過量的過氧化氫。

考點：考查對物質(zhì)制備原理的分析，離子的檢驗，方案的分析設計