Question

11．利用廢舊鋁鐵合金（主要成分為Fe、Al、Fe₂O₃、Al₂O₃）制備納米材料磁性Fe₃O₄粒子及副產物Al，制備流程圖如圖：

回答下列問題：
（1）步驟1中所用的試劑是NaOH溶液，涉及的化學反應中屬于氧化還原反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
（2）步驟3中反應的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）步驟5可選用的試劑或操作最合理的是d（填序號）．
a．NaOH溶液      b．氨水      c．鹽酸      d．通入過量的CO₂
（4）步驟7中每獲得副產物Al 27g，轉移的電子數(shù)目為3N_A或1.806×10²⁴．
（5）下列關于磁性Fe₃O₄粒子的說法正確的是D（填序號）．
A．磁性Fe₃O₄粒子會產生丁達爾效應
B．磁性Fe₃O₄粒子的化學性質與原來的Fe₃O₄完全不同
C．磁性Fe₃O₄粒子屬于膠體分散系
D．磁性Fe₃O₄粒子能透過濾紙．

Answer 1

分析 廢舊鋁鐵合金（主要成分為Fe、Al、Fe₂O₃、Al₂O₃），加入氫氧化鈉溶液其中Al、Al₂O₃溶于氫氧化鈉溶液，F(xiàn)e、Fe₂O₃不溶于氫氧化鈉，過濾得到不溶物為Fe、Fe₂O₃，加入稀硫酸溶解后加入適量氯水，氧化亞鐵離子為鐵離子得到亞鐵離子和鐵離子的混合溶液，加入氫氧化鈉溶液加熱過濾得到四氧化三鐵粒子，溶液A為NaAlO₂溶液，通入過濾二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁，電極熔融氧化鋁得到金屬鋁和氧氣，
（1）分析可知步驟1是加入氫氧化鈉溶液溶解Al、Al₂O₃，發(fā)生氧化還原反應的是鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）步驟3是氯氣氧化亞鐵離子生成鐵離子；
（3）步驟5是偏鋁酸鈉溶液中通入過濾二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀的反應；
（4）步驟7是電解熔融氧化鋁結合化學方程式定量關系計算電子轉移數(shù)；
（5）A．磁性Fe₃O₄粒子不是膠體；
B．磁性Fe₃O₄粒子的化學性質與原來的Fe₃O₄相同；
C．磁性Fe₃O₄粒子為納米級，不屬于膠體分散系
D．磁性Fe₃O₄粒子能透過濾紙．

解答 解：（1）分析可知步驟1是加入氫氧化鈉溶液溶解Al、Al₂O₃，發(fā)生氧化還原反應的是鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：NaOH溶液；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）步驟3中反應的離子方程式為氯氣氧化亞鐵離子生成鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2 Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2 Fe³⁺+2Cl^-；
（3）步驟5可選用的試劑是形成氫氧化鋁沉淀，
a．NaOH溶液和偏鋁酸鈉，故a錯誤；      
b．氨水和偏鋁酸鈉不反應不能生成氫氧化鋁沉淀，故b錯誤；      
c．鹽酸和偏鋁酸鈉溶液反應，但生成的氫氧化鋁可以溶于過量的鹽酸，不是最好，故c錯誤；      
d．通入過量的CO₂ 和偏鋁酸鈉溶液反應生成氫氧化鋁沉淀，能全部沉淀鋁離子，故d正確；
故答案為：d；
（4）步驟7是電解熔融氧化鋁，反應的化學方程式為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，生成4molAl，電子轉移12mol，產物Al 27g物質的量=$\frac{27g}{27g/mol}$=1mol，電子轉移3mol即為3N_A或1.806×10²⁴，
故答案為：3N_A 或1.806×10²⁴；
（5）A．磁性Fe₃O₄粒子不是膠體，故A錯誤；
B．磁性Fe₃O₄粒子的化學性質與原來的Fe₃O₄相同，故B錯誤；
C．磁性Fe₃O₄粒子為納米級，不屬于膠體分散系，故C錯誤；
D．磁性Fe₃O₄粒子屬于納米級能透過濾紙，故D正確；
故答案為：D；

點評 本題考查了物質分離提純、主要是鐵及其化合物、鋁及其化合物性質、掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．