Question

磷酸铁锂（LiFePO₄）被认为是最有前途的锂离子电池正极材料．某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂，开辟了处理硫酸亚铁废液一条新途径．其主要流程如下：

已知：H₂LiO₃是种难溶于水的物质．
（1）钛铁矿用浓硫酸处理之前，需要粉碎，其目的

 

（2）TiO²⁺水解生成H₂TiO₃的离子方程式

 

（3）加入NaClO发生反应的离子方程式

 

（4）在实验中，从溶液中过滤出H₂TiO₃后，所得滤液浑浊，应如何操作

 

．
（5）为测定钛铁矿中铁的含量，某同学取经浓硫酸等处理的溶液（此时钛铁矿中的铁己全部转化为二价铁离子），采取KMnO₄标准液滴定Fe²⁺的方法：（不考虑KMnO₄与其他物质反应）在滴定过程中，若未用标准液润洗滴定管，则使测定结果

 

． （填“偏高、偏低、无影响”），滴定终点的现象

 

．滴定分析时，称取a g钛铁矿，处理后，用cmol/LKMnO₄标准液滴定，消耗VmL，则铁元素的质量分数的表达式为

 

．

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据接触面积对反应速率影响解答；
（2）TiO²⁺水解生成H₂TiO₃，同时生成氢离子；
（3）ClO^-具有强氧化性，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，自身被还原为Cl^-，酸性条件下，同时生成水；
（4）从溶液中过滤出H₂TiO₃后，所得滤液浑浊，需要更换过滤器，重新过滤；
（5）未用标准液润洗滴定管，导致消耗KMnO₄溶液体积偏大，测定Fe²⁺的质量增大；滴定到达终点，滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液颜色为紫红色，且半分钟内部不褪去；根据电子转移守恒，可得关系式：5Fe²⁺～KMnO₄，据此计算．

解答：解：（1）将钛铁矿粉碎，可以增大表面积，增大浓硫酸的接触面积，加快反应速率，
故答案为：增大表面积，增大浓硫酸的接触面积，加快反应速率；
（2）TiO²⁺水解生成H₂TiO₃，同时生成氢离子，反应离子方程式为：TiO²⁺+2H₂O═H₂TiO₃↓+2H⁺，
故答案为：TiO²⁺+2H₂O═H₂TiO₃↓+2H⁺；
（3）ClO^-具有强氧化性，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，自身被还原为Cl^-，酸性条件下，同时生成水，反应离子方程式为：ClO^-+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案为：ClO^-+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（4）从溶液中过滤出H₂TiO₃后，所得滤液浑浊，需要更换过滤器，重新过滤，
故答案为：更换过滤器，重新过滤；
（5）未用标准液润洗滴定管，导致消耗KMnO₄溶液体积偏大，测定Fe²⁺的质量增大，测定的钛铁矿中铁的含量偏高；滴定到达终点，滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液颜色为紫红色，且半分钟内部不褪去；
令钛铁矿中铁的含量为x，根据电子转移守恒，则：
  5Fe²⁺～KMnO₄
5×56g    1mol
ax g   cmol/L×V×10^-3L，
5×56g：ax g=1mol：cmol/L×V×10^-3L，
解得x=

28cV

a

%，
故答案为：偏高；滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液颜色为紫红色，且半分钟内部不褪去；

28cV

a

%．

点评：本题考查化学工艺流程、对操作的理解评价、物质分离提纯、氧化还原反应滴定应用等，需要学生具备扎实的基础，综合考查学生分析解决问题的能力，难度中等．