Question

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⁺+3C₂O₄^2－+6H₂OZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O↓……………(a)
ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O  ZnFe₂O₄ + 2CO₂↑+4CO↑+6H₂O ……………(b)
（1）上述制備原理中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及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，然后升溫到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，并持續攪拌。
（3）從溶液中分離出ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O需過濾、洗滌。已洗滌干凈的依據是    _________________。
（4）ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O熱分解需用酒精噴燈，還用到的硅酸鹽質儀器有：       和        。
（5）某化學課外小組擬用廢舊干電池鋅皮（含雜質鐵），結合下圖信息利用實驗可提供的試劑制取純凈的ZnSO₄溶液。實驗中可選用的試劑如下：

a．30%H₂O₂；
b．新制氯水；
c．1.0 mol·L^－1NaOH溶液；
d．3 mol·L^-1稀硫酸；
e．純ZnO粉末；
f．純鋅粉。
實驗步驟依次為：①將鋅片完全溶于稍過量的3 mol·L^－1稀硫酸，加入      （選填字母，下同）；②加入     ；③加熱到60℃左右并不斷攪拌；④過濾得ZnSO₄溶液。其中步驟③加熱的主要目的有                     。

Answer 1

（1）b（2）①2∶1 ②c
（3）取最后一次洗滌濾液，滴入1~2滴鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不出現白色沉淀，表示沉淀已洗滌干凈。
（4）坩堝 泥三角 玻璃棒
（5）a（或ad）   e  促進Fe³⁺水解轉化為沉淀并使過量的H₂O₂分解除去

解析試題分析：（1）判斷反應是否屬于氧化還原反應的依據是：分析有無元素化合價變化。反應(a)中無元素化合價變化，不屬于氧化還原反應；反應（b）中鐵元素的化合價由+2價變為+3價，碳元素的化合價由-3價部分變為+2價，部分變為+4價，屬于氧化還原反應；選（b）。
（2）①由化學式ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O知，Zn²⁺和Fe²⁺個數比為1:2，所以稱量藥品時，必須嚴格控制n(Fe²⁺)/n(Zn²⁺)=2∶1；②由反應（a）知，反應溫度75℃，為避免草酸鋅、草酸亞鐵等副產物的生成，先應將反應物溫度都加熱到75℃，然后再混合，選用的加料方式是：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，并持續攪拌。
（3）根據題意知，從溶液中分離出ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O中含有NH₄⁺、SO₄^2-等雜質離子，所以判斷晶體已洗滌干凈的依據可為：取最后一次洗滌濾液，滴入1~2滴鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不出現白色沉淀，表示已洗滌完全。
（4）ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O熱分解實驗基本操作為固體的灼燒，用到的儀器有酒精噴燈（或酒精燈）、三腳架、泥三角、坩堝、玻璃棒、坩堝鉗等，結合題給要求還用到的硅酸鹽質儀器有泥三角、坩堝、玻璃棒。
（5）據題意用廢舊干電池鋅皮（含雜質鐵）制取純凈的ZnSO₄溶液實驗流程為用硫酸酸溶、除雜。由實驗步驟①將鋅片完全溶于稍過量的3 mol·L^－1稀硫酸發生的反應為Zn + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑、Fe + 2H⁺=Fe²⁺ + H₂↑，所得溶液中含有雜質離子Fe²⁺，必須將其除去，結合圖像所給信息Zn²⁺和Fe²⁺難以分離，必須先將Fe²⁺氧化為Fe³⁺再進行分離，為不引進新的雜質，選用30%H₂O₂作氧化劑；分離Zn²⁺和Fe³⁺的方法結合圖像可用鹽類水解原理通過調節pH的方法進行除雜，為防止引進雜質可用純ZnO粉末來調節pH，使Fe³⁺轉化為Fe(OH)₃沉淀而除去；因鹽類水解吸熱，H₂O₂受熱易分解，所以步驟③加熱的主要目的有促進Fe³⁺水解轉化為沉淀并使過量的H₂O₂分解除去。
考點：考查氧化還原反應的判斷、固體的灼燒和檢驗沉淀是否洗凈的實驗基本操作以及閱讀材料接受信息的能力。