Question

废弃物回收利用可变废为宝。某工业固体废物的组成为Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃等。下图是以该固体废物为原料制取氧化铝、磁性Fe₃O₄胶体粒子的一种工艺流程:

(1)检验制备Fe₃O₄胶体粒子成功的实验操作名称是____________________________。

(2)写出由溶液B制备磁性Fe₃O₄胶体粒子的离子方程式__________________________________。

(3)由溶液B制得Fe₃O₄胶体粒子的过程中，须持续通入N₂。其原因是____________________________。

(4)向溶液C中加入NaHCO₃溶液，溶液的pH_________(填“增大”，“不变”或“减小”)。

(5)固体D是Al(OH)₃，空温时Al(OH)₃溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于20，则此时Al(OH)₃A1O₂^-+H⁺+H₂O的电离常数K=_______________。

(6)用重路酸钾(K₂Cr₂O₇)可测定产物磁性Fe₃O₄胶体粒子中铁元素的含量，过程如下图。已知，反应中K₂Cr₂O₇被还原为Cr³⁺。

①写出甲→乙的化学方程式___________________________________。

②写出乙→丙的离子方程式_________________________________________。

Answer

丁达尔效应 2Fe3++Fe2++8OH-Fe3O4(胶体)+4H2O N2气氛下，防止Fe2+被氧化 减小 2.0×10-13 SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】(1) 胶体能够产生丁达尔效应，可以通过丁达尔效应检验制备Fe3O4胶体粒子是否成功。答案为：丁达尔效应

（2）溶液B中含有Fe3+和Fe2+与NaOH溶液在加热的条件下可以制备Fe3O4胶体粒子，制备的离子方程式为：2Fe3++Fe2++8OH-Fe3O4(胶体)+4H2O，答案为：2Fe3++Fe2++8OH-Fe3O4(胶体)+4H2O

（3）Fe2+容易被氧化，持续通入N2，在N2气氛下防止Fe2+被氧化。答案为：N2气氛下，防止Fe2+被氧化。

（4）C为NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，偏铝酸根离子促进碳酸氢根离子电离且和氢离子结合生成氢氧化铝白色沉淀，方程式为：NaAlO2 + NaHCO3 +H2O=Al(OH)3↓+ Na2CO3，导致溶液的pH减小。答案为：减小

（5）氢氧化铝溶解于氢氧化钠溶液中的离子方程式为：Al(OH)3+OH -⇌ AlO2-+2H2O，K== =20, Al(OH)3电离的方程式为：Al(OH)3⇌ AlO2-+H++H2O；由电离方程式可知Ka=c(AlO2-)C(H+)，由K== =20和Ka=c(AlO2-)C(H+)联立可得Ka=KKW=20110-14= 2.0×10-13,答案为：2.0×10-13

（6）①Fe3+能把Sn2+氧化为Sn4+，Fe3+被还原为Fe2+，所以甲→乙反应的化学方程式为：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2②在酸性条件下K2Cr2O7将 Fe2+氧化为 Fe3+,还原产物为 Cr3+,所以乙→丙的反应的离子方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O答案为：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2、Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O