Question

利用鈦白工業的副產品FeSO4（含Al2(SO4)3和少量重金屬離子）可以生產電池級高純超微細草酸亞鐵。其工藝流程如下：

已知：①5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O

5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

（1）沉淀過程的反應溫度為40℃，溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外，還有 。

（2）濾液經處理可得到副產品 。

（3）實驗室測定高純超微細草酸亞鐵組成的步驟依次為：

步驟1：準確稱量一定量草酸亞鐵樣品，加入25 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶解。

步驟2：用0.2000 mol·L-1標準KMnO4溶液滴定，消耗其體積30.40 mL。

步驟3：向滴定后的溶液中加入2 g Zn粉和5 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶液，將Fe3+還原為Fe2+。

步驟4：過濾，濾液用上述標準KMnO4溶液滴定，消耗溶液10.00 mL。

則樣品中C2O42-的物質的量為 。（寫出計算過程）

（4）將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸亞鐵溶液混合，測得反應 液中Mn2+的濃度隨反應時間t的變化如圖，其變化趨勢的原因可能為 。

 

 

Answer 1

（1）NH3?H2O受熱易分解，揮發出NH3，Fe(OH)2受熱易分解。（2分）

（2）(NH4)2SO4（2分）

（3）【解析】
由題意知，C2O42-消耗KMnO4溶液體積為（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分)

（4）生成的Mn2+作催化劑，隨著Mn2+濃度增加，反應速率越來越快。（2分）

【解析】

試題分析：（1）溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外，還有NH3?H2O受熱易分解，揮發出NH3，Fe(OH)2受熱易分解

（2）沉淀步驟中加入一水合氨，生成氫氧化亞鐵沉淀的同時還有硫酸銨生成，所以副產品是(NH4)2SO4

（3）由題意知氧化C2O42-和Fe2+共消耗0.2000 mol·L-1標準KMnO4溶液體積30.40 mL，步驟3、4標準KMnO4溶液只氧化Fe2+消耗KMnO4溶液體積10.00mL，所以C2O42-消耗KMnO4溶液體積為（30.40-10.00）=20.4mL，由5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O得5C2O42-～2MnO4-，所以C2O42-的物質的量為20.4×10-3×0.2000×5/2=0.0102mol；

（4）從圖像上觀察，隨著反應對進行，曲線的斜率越來越大，說明單位時間內Mn2+的濃度越來越大，所以反應速率越來越快，反應中若溫度不變，只能是生成的Mn2+作催化劑，隨著Mn2+濃度增加，反應速率越來越快。

考點：考查物質制備，對操作、圖像的分析，氧化還原反應對計算