Question

【題目】2015年2月16日李克強總理到東北調研經濟情況，重點走訪了鋼鐵廠，鼓勵鋼鐵廠提高鋼鐵質量和產量，鐵及其化合物在日常生活中應用廣泛。

（1）利用Fe 2+、Fe3+的催化作用，常溫下可將SO2轉化為SO42-，從而實現對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含Fe2+、Fe 3+的溶液時，其中一個反應的離子方程式為4Fe2++O2+4 H+ =4Fe3+ +2H2O，則另一反應的離子方程式為_________________；

（2）草酸亞鐵為黃色固體，作為一種化工原料, 可廣泛用于涂料、染料、陶瓷、玻璃器皿等的著色劑以及新型電池材料、感光材料的生產。合成草酸亞鐵的流程如下：

①配制(NH4) 2Fe(SO4)2溶液時，需加入少量稀硫酸，目的是___________________。

②得到的草酸亞鐵沉淀需充分洗滌，洗滌操作的具體方法為_________________________________，檢驗是否洗滌干凈的方法是___________________________。

（3）將制得的產品(FeC2O4·2H2O)在氬氣氣氛中進行加熱分解，結果如下圖(TG%表示殘留固體質量占原樣品總質量的百分數)。

① 則A→B發生反應的化學方程式為：__________________________________。

②已知 B→C過程中有等物質的量的兩種氣態氧化物生成，寫出B→C的化學方程式____________；

（4）某草酸亞鐵樣品中含有少量草酸銨。為了測定不純產品中草酸根的含量，某同學做了如下分析實驗：

Ⅰ．準確稱量m g 樣品，溶于少量2mol/L 硫酸中并用 100mL 容量瓶定容。

Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定，溶液變為淡紫色，消耗高錳酸鉀溶液的體積為V 1 mL。

Ⅲ．向上述溶液中加入足量 Zn 粉，使溶液中的 Fe3+恰好全部還原為 Fe2+。

Ⅳ．過濾，洗滌剩余的鋅粉和錐形瓶，洗滌液并入濾液

Ⅴ．用c mol/L KMnO4溶液滴定該濾液至溶液出現淡紫色，消耗KMnO4溶液的體積V 2 mL。

已知：2MnO4- +5H2C2O 4+6H+＝2Mn2+ +10CO2+8H2O

MnO4- +8H++5Fe2+ ＝5Fe3+ + Mn2+ +4H2O

回答下列問題：

①若省略步驟Ⅳ，則測定的草酸根離子含量(填―偏大‖、―偏小‖或―不變‖)。

②mg樣品中草酸根離子的物質的量為(用 c，V1，V2的式子表示，不必化簡)。

Answer 1

【答案】（1）2 Fe3++SO2+2H2O=2 Fe2+ +SO42- +4H+；

（2）①抑制Fe2+和NH4+離子水解； ②沿玻璃棒往漏斗中加入適量蒸餾水至浸沒沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復 2-3 次；取少量最后一次的洗滌濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的 BaCl2溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈。

（3）①FeC2O4·2H2OFeC2O4 +2H2O(2分)②FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑；

（4）①偏大②(cV1– cV2)×10 -3 ×5/2×5mol

【解析】

試題分析：（1）常溫下將SO2轉化為SO42-而實現SO2的處理．含SO2的廢氣通入含Fe2+、Fe3+的溶液時其中一個反應的離子方程式為：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，則另一反應的離子方程式為三價鐵離子氧化二氧化硫到硫酸根離子，反應的離子方程式為：2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+；

（2）①因 NH4+和Fe2+水解使溶液顯酸性，則配制(NH4)2Fe(SO4)2溶液時，需加入少量稀硫酸，其目的是抑制Fe2+和NH4+離子水解。②洗滌沉淀的方法是：沿玻璃棒往漏斗中加入適量蒸餾水至浸沒沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復 2-3 次；因溶液中含有 SO42-，能與Ba2+生成不溶于酸的 BaSO4沉淀，故檢驗沉淀是否洗凈的方法是：取少量最后一次的洗滌濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈。

（3）①由圖可知，加熱生成 B時，剩余物體為 80%，損失20%，FeC2O4·2H2O中結晶水的質量分數為 36/180×100%=20%，故 A→B 發生的反應是FeC2O4·2H2O 加熱失去結晶水，反應的化學方程式為 FeC2O4·2H2O FeC2O4+2H2O；②已知 B→C 過程中有等物質的量的兩種氣態氧化物生成，根據原子守恒可知兩種氧化物是CO和 CO2，由圖可知，加熱生成 C 時，分解完全，假定草酸鹽鐵晶體為 180g，其物質的量為 1mol，則C固體的質量為 180g×40%=72g，鐵元素的質量為 56g，故應含氧元素的質量為 72g-56g=16g，氧原子的物質的量為1mol ，所以固 體 C為 FeO， B→C 的化 學 方 程 式 為FeC2O4 FeO+CO2↑+CO↑。

（4）①若省略步驟Ⅳ，則與Fe2+反應的高錳酸鉀減少，因此與草酸根反應的高錳酸鉀增加，則測定的草酸根離子的含量偏大；②與 Fe2+反應的高錳酸鉀的物質的量為0.001cV2mol，則與草酸根反應的高錳酸鉀的物質的量為(cV1-cV2)×10-3mol，根據方程式可知草酸根的物質的量為(cV1-cV2)×10-3×5/2mol，則 m g 樣品中草酸根離子的物質的量為(cV1- cV2)×10-3×5/2×5mol。