题目内容

利用钛白工业的副产品FeSO4(含Al2(SO4)3和少量重金属离子)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:

已知:5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O

5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

1)沉淀过程的反应温度为40,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有

2)滤液经处理可得到副产品

3)实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为:

步骤1:准确称量一定量草酸亚铁样品,加入25 mL 2 mol·L-1H2SO4溶解。

步骤2:用0.2000 mol·L-1标准KMnO4溶液滴定,消耗其体积30.40 mL

步骤3:向滴定后的溶液中加入2 g Zn粉和5 mL 2 mol·L-1H2SO4溶液,将Fe3+还原为Fe2+

步骤4:过滤,滤液用上述标准KMnO4溶液滴定,消耗溶液10.00 mL

则样品中C2O42-的物质的量为 。(写出计算过程)

4)将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合,测得反应 液中Mn2+的浓度随反应时间t的变化如图,其变化趋势的原因可能为

 

 

1NH3?H2O受热易分解挥发出NH3Fe(OH)2受热易分解。2

2(NH4)2SO42

3)【解析】
由题意知,
C2O42-消耗KMnO4溶液体积为30.40-10.00=20.4mL

5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

5 2

n 20.4×10-3×0.2000mol

解得 n=0.0102mol (4)

4)生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快。2分)

【解析】

试题分析:(1温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有NH3?H2O受热易分解挥发出NH3Fe(OH)2受热易分解

2)沉淀步骤中加入一水合氨,生成氢氧化亚铁沉淀的同时还有硫酸铵生成,所以副产品是(NH4)2SO4

3)由题意知氧化C2O42-Fe2+共消耗0.2000 mol·L-1标准KMnO4溶液体积30.40 mL,步骤34标准KMnO4溶液只氧化Fe2+消耗KMnO4溶液体积10.00mL,所以C2O42-消耗KMnO4溶液体积为(30.40-10.00=20.4mL,由5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O5C2O42-2MnO4-,所以C2O42-的物质的量为20.4×10-3×0.2000×5/2=0.0102mol

4)从图像上观察,随着反应对进行,曲线的斜率越来越大,说明单位时间内Mn2+的浓度越来越大,所以反应速率越来越快,反应中若温度不变,只能是生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快。

考点:考查物质制备,对操作、图像的分析,氧化还原反应对计算

 

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