Question

【题目】某厂废水中含5.00×10－3 mol·L－1的Cr2O，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价有＋3，＋2)，设计了如下实验流程：

(1)第①步反应的离子方程式是__________________________________________

(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是______________________________

(3)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为______________，加碱调节至pH为________时，铁元素刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是______________________，原因是________________________________________________。

化合物	Zn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
Ksp近似值	10－17	10－17	10－39

Answer 1

【答案】Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照 Fe3＋ 2.7 6 Zn2＋和Fe2＋分离不开 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近

【解析】

(1)第①步主要是重铬酸根和亚铁离子反应生成铬离子和铁离子，其反应的离子方程式是Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。

(3)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁在稀硫酸双氧水作用下变为Fe3＋，，c(OH－) = 5×10-12mol·L－1，c(H+) = 2×10-3mol·L－1，pH = 2.7，因此加碱调节至pH为2.7时，铁元素刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱，，c(OH－) = 1×10-8mol·L－1，c(H+) =1×10-6mol·L－1，pH = 6，因此pH为6时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是Zn2＋和Fe2＋分离不开，原因是Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近，不能分离开。

(1)第①步主要是重铬酸根和亚铁离子反应生成铬离子和铁离子，其反应的离子方程式是Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，故答案为：Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，故答案为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。

(3)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁在稀硫酸双氧水作用下变为Fe3＋，，c(OH－) = 5×10-12mol·L－1，c(H+) = 2×10-3mol·L－1，pH = 2.7，因此加碱调节至pH为2.7时，铁元素刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱，，c(OH－) = 1×10-8mol·L－1，c(H+) =1×10-6mol·L－1，pH = 6，因此pH为6时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是Zn2＋和Fe2＋分离不开，原因是Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近，不能分离开，故答案为：Fe3＋； 2.7；6；Zn2＋和Fe2＋分离不开；Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近。