题目内容
【题目】某市医学院研发出一种新型的补铁药品.该药品的有效成分是琥珀酸亚铁(暗黄色,难溶于水,易溶于HCl).为了检测该药品中的Fe2+ , 某学习小组设计了如图实验步骤:
(1)A溶液中溶质的化学式是 . 加入A溶液后,不等加入新制氯水就产生浅红色的原因是 . 加入新制氯水之后的变化用离子方程式表示是 , 因产生Fe3+ , 溶液变成血红色.
(2)生成的血红色溶液放置时间过长,会最终褪色.甲同学猜想是Fe3+被还原成Fe2+导致褪色.证明甲同学的猜想不合理的实验操作是取少量褪色溶液,滴加 , 观察到现象即可证明.
(3)乙同学为检测药品中Fe的含量,设计并进行了如下实验: ①取样、碾碎,精确称取2.0g,加入过量盐酸,搅拌使其完全溶解;
②向所得溶液中加入过量H2O2溶液,再加入氨水至不再产生沉淀;
③将所得固体灼烧至恒重,得到0.8g纯净的红棕色粉末.
则该药品中铁的质量分数为 .
【答案】
(1)KSCN;有少量Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl﹣
(2)新制氯水;溶液颜色没有变化
(3)28%
【解析】解|:该药品的有效成分是琥珀酸亚铁(暗黄色,难溶于水,易溶于HCl),药片碾碎后加入试剂1为盐酸后溶液为浅绿色,加入A溶液变化为浅红色溶液,加入新制氯水得到血红色溶液,说明A为KSCN溶液,不等加入新制氯水就产生浅红色说明空气中氧气氧化亚铁离子为铁离子,(1)分析可知A溶液中溶质为KSCN,加入A溶液后不等加入新制氯水就产生浅红色的原因是:有少量Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+,加入新制氯水之后变为血红色是氯气氧化亚铁离子为铁离子,结合SCN﹣离子生成血红色溶液,反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl﹣,
所以答案是:KSCN; 有少量Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl﹣;(2)甲同学猜想是Fe3+被还原成Fe2+导致褪色,再滴入氯水若出现血红色证明合理,若不变红色则不合理,证明甲同学的猜想不合理的实验操作是取少量褪色溶液,滴加新制氯水,溶液颜色没有变化,证明甲同学的猜想不合理,
所以答案是:新制氯水;溶液颜色没有变化;(3)③将所得固体灼烧至恒重,得到0.8g纯净的红棕色粉末为氧化铁,结合铁元素守恒计算,
铁元素物质的量= ×2=0.01mol,
该药品中铁的质量分数= ×100%=28%,
所以答案是:28%
【题目】(14分)Li4Ti3O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为Fe TiO3 , 还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示.由图可知,当铁的净出率为70%时,所采用的实验条件为 .
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42﹣形式存在,写出相应反应的离子方程式 .
(3)TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2xH2O转化率/% | 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
分析40℃时TiO2xH2O转化率最高的原因 .
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为 .
(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02molL﹣1 , 加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10﹣5 , 此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式计算).FePO4、Mg3(PO4)2的分别为1.3×10﹣22、1.0×10﹣24
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 .