Question

【題目】聚合硫酸鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m廣泛用于水的凈化。以FeSO4·7H2O為原料，經(jīng)溶解、氧化、水解聚合等步驟，可制備聚合硫酸鐵。

(1)將一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在約70℃下邊攪拌邊緩慢加入一定量的H2O2溶液，繼續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，得到紅棕色黏稠液體。該過(guò)程中反應(yīng)溫度不宜過(guò)高，原因是_______；H2O2氧化Fe2+的離子方程式為________。

(2)測(cè)定聚合硫酸鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：準(zhǔn)確稱(chēng)取液態(tài)樣品3.000g，置于250mL錐形瓶中，加入適量稀鹽酸，加熱，滴加稍過(guò)量的SnCl2溶液（Sn2+將Fe3+還原為Fe2+），充分反應(yīng)后，除去過(guò)量的Sn2+。用5.000×102mol·L1K2Cr2O7溶液滴定至終點(diǎn)（滴定過(guò)程中與Fe2+反應(yīng)生成Cr3+和Fe3+），消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。

①上述實(shí)驗(yàn)中若不除去過(guò)量的Sn2+，樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果將_______（填“偏大”或“偏小”或“無(wú)影響”）。

②計(jì)算該樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）_____________。

Answer 1

【答案】防止溫度高了H2O2分解 2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 偏大 n(Cr2O72-)=5.000×102 mol·L1×22.00 mL×103 L·mL1=1.100×103 mol，由滴定時(shí)Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+，根據(jù)電子得失守恒可得微粒的關(guān)系式：Cr2O72-~6Fe2+（或Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O），則n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×103 mol=6.600×103 mol，樣品中鐵元素的質(zhì)量：m(Fe)=6.600×103 mol×56 g·mol1=0.3696 g，樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(Fe)=×100%=12.32%

【解析】

(1)H2O2穩(wěn)定性較差，受熱易分解；在酸性條件下，H2O2氧化Fe2+生成Fe3+，同時(shí)自身被還原生成H2O；

(2)①Sn2+具有還原性，能被K2Cr2O7氧化，從而導(dǎo)致K2Cr2O7消耗偏多；

②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，可得關(guān)系式Cr2O72-～6Fe3+，再結(jié)合消耗K2Cr2O7的物質(zhì)的量計(jì)算即可。

(1)H2O2受熱易分解，故反應(yīng)溫度不宜過(guò)高，以防止溫度高了H2O2分解；酸性條件下，H2O2氧化Fe2+生成Fe3+，同時(shí)自身被還原生成H2O，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

(2)①Sn2+具有還原性，能被K2Cr2O7氧化，從而導(dǎo)致K2Cr2O7消耗偏多，則樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果將偏大；

②n(Cr2O72-)=5.000×102mol·L1×22.00 mL×103 L·mL1=1.100×103mol，由滴定時(shí)Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+，根據(jù)電子得失守恒可得微粒的關(guān)系式：Cr2O72-~6Fe2+(或Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O)，則n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×103 mol=6.600×103 mol，樣品中鐵元素的質(zhì)量：m(Fe)=6.600×103 mol×56 g·mol1=0.3696 g，樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(Fe)=×100%=12.32%。