Question

【題目】已知某硫鐵礦燒渣的主要化學(xué)成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了不同的方案，進(jìn)行金屬元素的提取實(shí)驗(yàn)。

已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.7、5.2、8.8、12.4。 方案一（如圖1):

請(qǐng)回答:

(1)寫(xiě)出固體E的化學(xué)式：_______。試劑①是_______ (填序號(hào))。

A.氫氧化鈉 B.氧化鋁 C.氨水 D.水

(2)若要準(zhǔn)確測(cè)定溶液的pH是否達(dá)到3.7,下列物品中可供使用的是____(填序號(hào))。

A.石蕊試液 B.廣泛pH試紙 C. pH計(jì)

(3)寫(xiě)出由溶液F→固體G的過(guò)程中，反應(yīng)的離子方程式：____________。

方案二（如圖2）:

由燒渣制備綠礬（FeSO4·7H2O),再由綠礬制備乳酸亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，M=288.0g/mol}是一種新型的優(yōu)良補(bǔ)鐵劑，綠白色晶體，溶于水，幾乎不溶于乙醇；涉及下列反應(yīng)：

FeSO4 + Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4，

2CH3CH(OH)COOH+ FeCO3+2 H2O→[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑。

（4）試劑X是_________。

（5）在室溫下，將所得的乳酸亞鐵成品用無(wú)水乙醇進(jìn)行浸泡2次，從而得到精制產(chǎn)品。選擇用無(wú)水乙醇進(jìn)行浸泡的優(yōu)點(diǎn)是________________(寫(xiě)出兩點(diǎn)）。

（6）該學(xué)習(xí)小組同學(xué)用KMnO4滴定法測(cè)定樣品中Fe2+的量進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)品中乳酸亞鐵的純度，發(fā)現(xiàn)結(jié)果總是大于100%,其原因可能是________________。

經(jīng)查閱文獻(xiàn)后，小組同學(xué)改用Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法進(jìn)行測(cè)定。反應(yīng)中Ce4+的還原產(chǎn)物為Ce3+。 測(cè)定時(shí).稱取3.0g樣品，溶于水配成100mL溶液，每次取20.00mL的溶液用0.1000mol/L Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)如下表：

滴定次數(shù)	0.l000mol/L Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL
	滴定前讀數(shù)	滴定后讀數(shù)
1	0.10	19.85
2	0.12	21.32
3	1.05	20.70

則產(chǎn)品中乳酸亞鐵的純度為______(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）。

Answer 1

【答案】 Mg(OH)2 A C AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- Fe粉 可去除產(chǎn)品表面的有機(jī)雜質(zhì)、降低產(chǎn)品的溶解損耗、乙醇易揮發(fā)便于干燥等 羥基被酸性高錳酸鉀溶液氧化 94.6%

【解析】(1)根據(jù)硫鐵礦燒渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，結(jié)合這四種氧化物的性質(zhì)進(jìn)行判斷，固體A是二氧化硅，結(jié)合有關(guān)信息判斷，固體C為Fe(OH)3，固體E為Mg(OH)2，固體G為Al(OH)3，試劑①為NaOH。故答案為：Mg(OH)2；A；

(2)要準(zhǔn)確測(cè)定溶液的pH，應(yīng)選pH計(jì)，故答案為：C；

(3)偏鋁酸鈉溶液與過(guò)量二氧化碳反應(yīng)的離子方程式為+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+ HCO3-，故答案為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(4)把Fe3+還原為Fe2+，并且為了不引入新雜質(zhì)，試劑X應(yīng)該選用Fe粉，故答案為：Fe粉；

(5)結(jié)合信息，在室溫下，將所得的乳酸亞鐵成品用無(wú)水乙醇進(jìn)行浸泡2次，從而得到精制產(chǎn)品。選擇用無(wú)水乙醇進(jìn)行浸泡的優(yōu)點(diǎn)是可去除產(chǎn)品表面的有機(jī)雜質(zhì)、降低產(chǎn)品的溶解損耗、乙醇易揮發(fā)便于干燥等，故答案為：可去除產(chǎn)品表面的有機(jī)雜質(zhì)、降低產(chǎn)品的溶解損耗、乙醇易揮發(fā)便于干燥等；

(6)羥基被酸性高錳酸鉀溶液氧化，消耗更多的高錳酸鉀溶液，導(dǎo)致所測(cè)純度偏大；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，第二次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較大，刪除，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積平均為=19.70mL；由：Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，可知20mL溶液中n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol/L×0.0197L=0.00197mol，故100mL含有n(Fe2+)=0.00197mol×=0.00985mol，故產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=94.6%，故答案為：羥基被酸性高錳酸鉀溶液氧化；94.6%。