Question

【题目】利用钛白工业的副产品FeSO4[含Al2（SO4）3和少量重金属离子]，可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁．其工艺流程如图1：

已知：①5Fe2++MnO +8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
②5C2O42﹣+2MnO +16H+═10CO2↑+2Mn2++8H2O
（1）沉淀过程的反应温度为40℃，温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外，还有
（2）滤液Ⅱ经处理可得到副产品 ．
（3）实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为：
步骤1：准确称量一定量草酸亚铁样品，加入25mL 2molL﹣1的H2SO4溶解．
步骤2：用0.2000molL﹣1标准KMnO4溶液滴定，消耗其体积30.40mL．
步骤3：向滴定后的溶液中加入2g Zn粉和5mL 2molL﹣1的H2SO4溶液，将Fe3+还原为Fe2+ ．
步骤4：过滤，滤液用上述标准KMnO4溶液滴定，消耗溶液10.40mL．
则样品中C2O42﹣的物质的量为 ．
（4）将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合，测得反应液中Mn2+的浓度随反应时间t的变化如图2，产生这种变化趋势的原因可能为 ．

Answer 1

【答案】
（1）NH3?H2O受热易分解，挥发出NH3 ， Fe（OH）2受热也易分解
（2）（NH4）2SO4
（3）0.01mol
（4）生成的Mn2+作催化剂，随着Mn2+浓度增加，反应速率越来越快
【解析】解：（1）沉淀过程为一水合氨沉淀亚铁离子的过程，生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，受热会分解，另外一水合氨受热也会分解，故反应温度不能太高，所以温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外，还有NH3H2O受热易分解，挥发出NH3 ， Fe（OH）2受热易分解；
故答案为：NH3H2O受热易分解，挥发出NH3 ， Fe（OH）2受热也易分解；（2）沉淀前的溶液中含有硫酸亚铁，沉淀步骤中加入一水合氨，生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸铵，所以副产品含有是（NH4）2SO4；
故答案为：（NH4）2SO4；（3）由题意知氧化C2O42﹣和Fe2+共消耗0.2000 molL﹣1标准KMnO4溶液体积30.40 mL，步骤3、4标准KMnO4溶液只氧化Fe2+消耗KMnO4溶液体积10.40mL，所以C2O42﹣消耗KMnO4溶液体积为（30.40﹣10.40）=20mL，由5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O得5C2O42﹣～2MnO4﹣ ， 所以n（C2O42﹣）= n（MnO4﹣）=20ml×10﹣3×0.2000molL﹣1× =0.01mol；
故答案为：0.01mol；（4）从图象上观察，随着反应对进行，曲线的斜率越来越大，说明单位时间内Mn2+的浓度越来越大，所以反应速率越来越快，反应中温度不变，随着反应的进行，反应物的浓度变小，而反应速率加快，只能是生成的Mn2+作催化剂，随着Mn2+浓度增加，反应速率越来越快；
故答案为：生成的Mn2+作催化剂，随着Mn2+浓度增加，反应速率越来越快．
副产品FeSO4（含Al（SO4）3和少量重金属离子）中加入铁粉，将少量重金属离子等除去，得到比较纯净的FeSO4溶液，向FeSO4溶液中加入氨水，生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁和草酸反应生成高纯超微细草酸亚铁沉淀；（1）温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外，还有NH3H2O受热易分解，挥发出NH3 ， Fe（OH）2受热易分解；（2）沉淀前的溶液中含有硫酸亚铁，沉淀步骤中加入一水合氨，生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸铵；（3）由题意知氧化C2O42﹣和Fe2+共消耗0.2000 molL﹣1标准KMnO4溶液体积30.40 mL，步骤3、4标准KMnO4溶液只氧化Fe2+消耗KMnO4溶液体积10.00mL，所以C2O42﹣消耗KMnO4溶液体积为（30.40﹣10.00）=20.4mL，由5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O得5C2O42﹣～2MnO4﹣ ， 依据多步反应找关系式计算；（4）观察图象分析反应速率变大的因素，随着反应对进行，曲线的斜率越来越大，说明单位时间内Mn2+的浓度越来越大，所以反应速率越来越快，反应中温度不变，随着反应的进行，反应物的浓度变小，而反应速率加快，只能是生成的Mn2+作催化剂．