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  铁是人类较早使用的金属之一,铁及其化合物在现代社会各个领域仍有广泛的应用.I.氧化物-Fe2O3:用工业FeCl3粗品(含Ca、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红,实验室常用萃取剂X(甲基异丁

  铁是人类较早使用的金属之一,铁及其化合物在现代社会各个领域仍有广泛的应用.

  I.氧化物-Fe2O3:用工业FeCl3粗品(含Ca、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红,实验室常用萃取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下:

  已知:HCl(浓)+FeCl3⇌HFeCl4.试回答下列问题:

  (1)用萃取剂X萃取,该步骤中:

  ①Ca2+、Mn2+、Cu2+等杂质离子主要在___(填“水”或“有机”)相.

  ②若实验时共用萃取剂X 150mL,萃取率最高的方法是___(填字母).

  a.一次性萃取,150mL b.分2次萃取,每次75mL c.分3次萃取,每次50mL

  (2)用高纯水反萃取,萃取后水相中铁的存在形式是___(写化学式);反萃取能发生的原因是___.

  (3)所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤,其目的一是洗去沉淀表面吸附的杂质离子,二是___.

  (4)测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+,然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定,已知铬的还原产物为Cr3+,写出该滴定反应的离子方程式___.

  II.含氧酸盐-铁酸铜(CuFe2O4)是很有前景的热化学分解水制氢的材料,CuFe2O4在制氢过程中可以循环使用.在热化学循环分解水制氢的过程中,铁酸铜(CuFe2O4)先要煅烧成氧缺位体(CuFe2O4-a),氧缺位值(a)越大,活性越高,制氢越容易.

  (5)根据以上提示,写出氧缺位体与水常温下反应制氢的化学方程式___.

  (6)课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧,得氧缺位体的质量为原质量的96.6%,则氧缺位值(a)=___.(结果保留小数点后2位)

1回答
2020-10-30 07:08
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傅志中

  (1)根据流程图可知,FeCl3粗品溶于盐酸,得到含有Fe3+、Ca2+、Mn2+、Cu2+等离子的溶液,用X萃取后再反萃取去掉有机相即可得到较纯的含Fe3+的溶液,所以在萃取时Ca2+、Mn2+、Cu2+应在水相中,萃取剂X总量一定时,萃取的次数越多,效果越好,故选c,

  故答案为:水;c;

  (2)根据元素守恒可知,萃取后水相中铁的存在形式是FeCl3,用甲基异丁基甲酮萃取时,在有机相中铁元素以形式存在HFeCl4,由于加高纯水时,酸度[或c(H+)]降低,HCl(浓)+FeCl3⇌HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动,所以用高纯水可以进行反萃取,

  故答案为:FeCl3;加高纯水时,酸度[或c(H+)]降低,HCl(浓)+FeCl3⇌HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动;

  (3)用冰水洗涤可以减少草酸铁晶体的溶解损耗,

  故答案为:减少草酸铁晶体的溶解损耗;

  (4)在酸性条件下Fe2+与K2Cr2O7溶液反应生成Cr3+和铁离子,反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,

  故答案为:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;

  (5)氧缺位体(CuFe2O4-a)可以夺取水分子了中的氧原子,从而生成氢气,反应的化学方程式为CuFe2O4-a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑,

  故答案为:CuFe2O4-a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑;

  (6)将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧,减少的质量即为失去的氧元素的质量,根据CuFe2O4=CuFe2O4-a+12

2020-10-30 07:09:36

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