Question

【题目】已知某硫铁矿烧渣的主要化学成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计了不同的方案，进行金属元素的提取实验。

已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分別为3.7、5.2、8.8、12.4。 方案一（如图1):

请回答:

(1)写出固体E的化学式：_______。试剂①是_______ (填序号)。

A.氢氧化钠 B.氧化铝 C.氨水 D.水

(2)若要准确测定溶液的pH是否达到3.7,下列物品中可供使用的是____(填序号)。

A.石蕊试液 B.广泛pH试纸 C. pH计

(3)写出由溶液F→固体G的过程中，反应的离子方程式：____________。

方案二（如图2）:

由烧渣制备绿矾（FeSO4·7H2O),再由绿矾制备乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，M=288.0g/mol}是一种新型的优良补铁剂，绿白色晶体，溶于水，几乎不溶于乙醇；涉及下列反应：

FeSO4 + Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4，

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

（4）试剂X是_________。

（5）在室温下，将所得的乳酸亚铁成品用无水乙醇进行浸泡2次，从而得到精制产品。选择用无水乙醇进行浸泡的优点是________________(写出两点）。

（6）该学习小组同学用KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的量进而计算产品中乳酸亚铁的纯度，发现结果总是大于100%,其原因可能是________________。

经查阅文献后，小组同学改用Ce(SO4)2标准溶液滴定法进行测定。反应中Ce4+的还原产物为Ce3+。 测定时.称取3.0g样品，溶于水配成100mL溶液，每次取20.00mL的溶液用0.1000mol/L Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点，记录数据如下表：

滴定次数	0.l000mol/L Ce(SO4)2标准溶液体积/mL
	滴定前读数	滴定后读数
1	0.10	19.85
2	0.12	21.32
3	1.05	20.70

则产品中乳酸亚铁的纯度为______(以质量分数表示）。

Answer 1

【答案】 Mg(OH)2 A C AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- Fe粉 可去除产品表面的有机杂质、降低产品的溶解损耗、乙醇易挥发便于干燥等 羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化 94.6%

【解析】(1)根据硫铁矿烧渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，结合这四种氧化物的性质进行判断，固体A是二氧化硅，结合有关信息判断，固体C为Fe(OH)3，固体E为Mg(OH)2，固体G为Al(OH)3，试剂①为NaOH。故答案为：Mg(OH)2；A；

(2)要准确测定溶液的pH，应选pH计，故答案为：C；

(3)偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳反应的离子方程式为+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+ HCO3-，故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(4)把Fe3+还原为Fe2+，并且为了不引入新杂质，试剂X应该选用Fe粉，故答案为：Fe粉；

(5)结合信息，在室温下，将所得的乳酸亚铁成品用无水乙醇进行浸泡2次，从而得到精制产品。选择用无水乙醇进行浸泡的优点是可去除产品表面的有机杂质、降低产品的溶解损耗、乙醇易挥发便于干燥等，故答案为：可去除产品表面的有机杂质、降低产品的溶解损耗、乙醇易挥发便于干燥等；

(6)羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化，消耗更多的高锰酸钾溶液，导致所测纯度偏大；根据表格数据，第二次的实验结果误差较大，删除，消耗标准溶液的体积平均为=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，故产品中乳酸亚铁晶体的质量分数为×100%=94.6%，故答案为：羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化；94.6%。