题目内容

【题目】某化学兴趣小组以菱铁矿(主要成分为FeCO3,含有SiO2、Al2O3等少量杂质)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的实验过程如下:

(1)酸溶及后续过程中均需保持酸过量,其目的除了提高铁元素的浸出率之外,还有___________

(2)操作名称是___________

(3)滴加H2O2溶液氧化时,发生主要反应的离子方程式为___________

(4)已知:铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾的化学式为K4[Fe(CN)6]。

3Fe2++2[Fe(CN)6]3=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)

4Fe3++3[Fe(CN)6]4=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)

确定Fe2+是否氧化完全的方法是___________(仅供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)

(5)加入过量NaOH溶液的目的是___________

(6)请补充完整由过滤后得到的固体制备FeCl3·6H2O的实验方案:向过滤后所得固体,用水洗涤固体2-3次,低温干燥,得到FeCl3·6H2O。___________

【答案】抑制Fe3+水解 过滤 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则说明Fe2+已全部被氧化 Al3+转化为AlO2,分离Fe3+Al3+ 加入稀盐酸使固体完全溶解,在氯化氢氛围内蒸发浓缩、冷却结晶,过滤

【解析】

以菱铁矿(主要成分为FeCO3,含有SiO2、Al2O3)为原料,加入稀硫酸酸溶过滤得到滤液为硫酸铝、硫酸亚铁溶液,滤渣为SiO2,滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入过量氢氧化钠溶液沉淀铁离子,过滤得到氢氧化铁,滤液为偏铝酸钠和氢氧化钠的混合溶液,向过滤后所得固体,用水洗涤固体2-3次,加入稀盐酸使固体完全溶解,在氯化氢氛围内蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,低温干燥,得到FeCl36H2O,据此分析解答.

(1) 酸溶及后续过程中均需保持算过量,其目的除了提高铁元素的浸出率之外,还有抑制Fe3+水解;
故答案为:抑制Fe3+水解;

(2) 向菱铁矿加稀硫酸,二氧化硅不溶,从流程可知二氧化硅被除去,故操作Ⅰ为过滤;

故答案为:过滤;

(3) 滴加H2O2溶液氧化时,发生主要反应的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;

(4)Fe2+被氧化生成Fe3+则向溶液中滴加几滴铁氰化钾,Fe3+会转化成Fe4[Fe(CN)6]3蓝色沉淀

故答案为取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化;

(5) 加入过量氢氧化钠溶液可使Fe3+沉淀过滤分离,滤液中,Al3+转化为AlO2-

故答案为:将Al3+转化为AlO2,分离Fe3+Al3+

(6) 过滤后得到的固体为氢氧化铁,由氢氧化铁制备FeCl36H2O的实验方案为:向过滤后所得固体,用水洗涤固体2-3次,加入稀盐酸使固体完全溶解,在氯化氢氛围内蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,低温干燥,得到FeCl36H2O;
故答案为:加入稀盐酸使固体完全溶解,在氯化氢氛围内蒸发浓缩、冷却结晶,过滤

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已知:①锰矿粉的主要成分是MnCO3,还含少量FeAlCaMg等元素。
相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下:

③常温下,Ksp(CaF2) ═1.46×10-10 Ksp(MgF2) ═7.42×10-11 Ka(HF) ═1.00 ×10-4

回答下列问题:

(1)分析下列图1、图2,氯化铵焙烧锰矿粉的最佳条件是:__________________

(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________

(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为__________;再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去,此时溶液pH为6,c(Mg2+)═4.64×10-6 mol·L-1,c(HF)为_________mol·L-1

(4)碳化结晶时,反应的离子方程式为_____________________________________

(5)碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________

(6)测定碳酸锰产品的纯度。

称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至100 mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定(反应为:[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-)。重复操作3次,记录数据如下表:

滴定次数

0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL)

滴定前

滴定后

1

0.10

20.20

2

1.32

21.32

3

1.05

20.95

则产品的纯度=__________,若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰粗产品的纯度___(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。

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