【題目】利用廢舊鍍鋅鐵皮(Fe、Zn、Fe2O3ZnO)制備納米Fe3O4及副產(chǎn)物ZnO的流程如下:

已知:Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似,濾液1”中鋅元素以ZnO22形式存在;卮鹣铝袉栴}:

(1)實(shí)驗(yàn)中需調(diào)節(jié)濾液1”pH約為8,pH過大或過小都不利的原因是_______________。

(2)“濾渣1”的主要成分是__________(填化學(xué)式,下同),濾渣2”的主要成分是_______。

(3)“部分氧化階段,ClO3被還原為Cl,該反應(yīng)的離子方程式是____________________

(4)溶液2”中通入N2的目的是________________________________________________。

(5)某化學(xué)興趣小組用m1 g廢舊鍍鋅鐵皮(Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w)制備納米Fe3O4,最終得到m2 g產(chǎn)品,則產(chǎn)率為__________(用含m1、m2w的代數(shù)式表示)

(6)用酸性高錳酸鉀溶液可測定產(chǎn)物Fe3O4中二價鐵含量,用稀硫酸溶解Fe3O4,再用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,發(fā)生反應(yīng):5Fe2MnO48HMn25Fe34H2O

①判斷該反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______________________________________________。

②滴定操作中,若滴定前裝有酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分無氣泡,而滴定結(jié)束后有氣泡,則測得的二價鐵含量__________(偏高偏低無影響”)。

【答案】pH過小,導(dǎo)致氫氧化鋅沉淀溶解;pH過大,ZnO22-不會完全轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2,ZnO的產(chǎn)率減小 Fe、Fe2O3 Zn(OH)2 6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 防止Fe2+被氧化 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4溶液時,溶液由淡黃色變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色 偏低

【解析】

由流程圖可知,廢舊鍍鋅鐵皮(Fe、ZnFe2O3、ZnO)NaOH后,ZnZnO轉(zhuǎn)化為ZnO22-,進(jìn)入濾液1中,Fe2O3、Fe不與NaOH反應(yīng),進(jìn)入到濾渣1中。濾渣1經(jīng)水洗、酸溶,轉(zhuǎn)化為含有Fe2+Fe3+的溶液,加入NaClO3氧化,使部分Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,再加入NaOH,在N2的保護(hù)下使Fe2+Fe3+轉(zhuǎn)化為納米Fe3O4。濾液調(diào)pHZnO22-轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2沉淀下來,濾渣2即為Zn(OH)2,經(jīng)灼燒后轉(zhuǎn)化為ZnO

1)根據(jù)分析,濾液1中為ZnO22-,pH過小,會導(dǎo)致Zn(OH)2沉淀溶解:Zn(OH)2+2H+=Zn2++2H2O;由于ZnO22-在強(qiáng)堿中可穩(wěn)定存在,pH過大,ZnO22-不會完全轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2,最終生成的ZnO減少;

2)由分析可知,濾渣1的主要成分是Fe、Fe2O3濾渣2的主要成分是Zn(OH)2;

3)部分氧化過程中,Fe2+被氧化為Fe3+,根據(jù)題意,ClO3被還原為Cl,故離子方程式為:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O

4)由于部分氧化之后,溶液中的Fe2+Fe3+已經(jīng)符合納米Fe3O4要求的比例,而在加NaOH的過程中,Fe2+易被氧化,故通N2的目的是防止Fe2+被氧化;

5Fe3O4Fe占的比例為,m1 g廢舊鍍鋅鐵皮(Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w理論上能產(chǎn)生Fe3O4的質(zhì)量為,最終得到m2 g產(chǎn)品,則產(chǎn)率為;

6)①用酸性KMnO4溶液可測定產(chǎn)物Fe3O4中的Fe2+,由于原溶液中既有Fe2+又有Fe3+,故原溶液為黃色,當(dāng)Fe2+被滴定完后,溶液中出現(xiàn)KMnO4,溶液變?yōu)闇\紅色,所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為:當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4溶液時,溶液由淡黃色變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色。

②若滴定前裝有酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分無氣泡,而滴定結(jié)束后有氣泡,說明滴定使用的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小,導(dǎo)致計算時算出的Fe2+含量也偏小。

練習(xí)冊系列答案
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B. 反應(yīng)開始到l0s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L

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1)寫出 0150mL 段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:____________150mL 200mL段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:___________________;

2)所用鹽酸的物質(zhì)的量濃度為_______________;

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