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解答题-实验探究题 较难0.4 引用1 组卷264
铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。

资料：
i．钛白粉废渣成分：主要为FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物
ii．TiOSO4+(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+H2SO4
iii．0.1mol/LFe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3
0.1mol/LFe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
(1)纯化
①加入过量铁粉的目的是a．消耗H2SO4，有利于TiO2·xH2O析出；b．___________。
②充分反应后，分离混合物的方法是___________。
(2)制备晶种
为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。pH≈4时制得铁黄晶种。

①加入氨水产生白色沉淀的离子方程式是___________。
②0~t2时段，Fe(OH)2和Fe2+转化为FeOOH制得铁黄晶种。0~t1时段，发生化学反应4Fe(OH)2+O=4FeOOH+2H2O，pH几乎不变；t1~t2时段，pH明显降低。结合方程式解释pH明显降低的原因：___________。
③若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且c(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因：___________。
(3)产品纯度测定
铁黄(FeOOH摩尔质量为89g/mol)纯度可以通过产品的耗酸量确定。溶解时，加入amolL的H2SO4标准溶液V1mL(过量)。
资料：Fe3++3=，不与稀碱液反应
wg铁黄溶液b溶液c滴定
①使用NaOH标准溶液测定溶解过程中过量的酸，当溶液中的酸恰好被NaOH完全中和时，酚酞由无色变为浅粉色(此时pH在8.2~10之间)，消耗bmol/L的NaOH标准溶液V2mL，则所得铁黄样品的纯度为___________。
②Na2C2O4过量，会使测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
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知识点：离子方程式的书写氧化还原反应方程式的配平常见无机物的制备探究物质组成或测量物质的含量 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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Ⅰ.铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。

资料：
i．钛白粉废渣成分：主要为FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物
ii．TiOSO4+(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+H2SO4
iii．0.1mol·L−1Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3
0.1mol·L−1Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
(一)纯化：加入过量铁粉，充分反应后，分离混合物
(二)制备晶种
为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如下图)。

(1)①产生白色沉淀的离子方程式是___________。
②产生白色沉淀后的pH低于资料iii中的6.3.原因是：沉淀生成后c(Fe2+)___________0.1mol·L−1(填“>”“=”或“<”)。
③0-t1时段，pH几乎不变；t1-t2时段，pH明显降低。结合方程式解释原因：___________。
④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且c(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因：___________。
Ⅱ.某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(2)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2
①电极反应式：
i．还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii．氧化反应：___________。
②根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i．随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高，MnO2氧化性减弱。
ii．随c(Cl-)降低，___________。
③补充实验证实了②中的分析。

实验操作试剂产物
I

较浓H2SO4有氯气
Ⅱa有氯气
Ⅲa+b无氯气
a是___________，b是___________。
(3)利用c(H+)对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是___________，从原子结构角度说明理由___________。
(4)根据(2)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测，该化合物是___________。
(5)Ag分别与1mol·L−1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：___________。
(6)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是___________。
铁黄(FeOOH)是一种无机颜料也是重要的化工产品。由钛白粉废渣制备铁黄的过程如下：

已知：ⅰ.钛白粉废渣成分：主要是FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物
ⅱ.TiOSO4＋(x+1)H2OTiO2·xH2O↓＋H2SO4
ⅲ.0.1 mol·L-1Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；0.1 mol·L-1Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
(1)Ti原子的价层电子排布式为：__________。
(2)“纯化”过程中加入过量铁粉的目的是__________。
(3)“制备晶种”的过程及现象：向一定浓度的FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6时开始通入空气并记录pH变化。

①产生沉淀后的pH低于已知ⅲ中的6.3。沉淀生成后溶液中c(Fe2+)__________0.1 mol·L-1(填“大于”、“小于”或“等于”)
②0~t1时段，pH几乎不变，主要发生反应的化学方程式为 __________；t1~t2时段，pH明显降低，主要发生反应的离子方程式为__________。
(4)产品纯度测定：
铁黄纯度可以通过下列方法进行测定

已知：Fe3+＋3C2O= Fe(C2O4)，Fe(C2O4) 不与稀碱液反应。
①若Na2C2O4过量，会使测定结果__________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
②计算该产品的纯度(写计算过程)。__________
由钛白粉废渣制备铁黄，流程如图：

已知：i.钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物
ii.TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+H2SO4
iii.0.1mol/LFe2+沉淀为Fe(OH)2，起始的pH为6.3，完全沉淀的pH为8.3；
0.1mol/LFe3+沉淀为FeOOH，起始的pH：1.5，完全沉淀的pH为2.8
(1)纯化
①加入过量铁粉的作用是_______。
②充分反应后分离混合物的方法是_______。
(2)制晶种。
向FeSO4溶液中滴加氨水，先出现白色沉淀，后变为灰绿色。加氨水至pH=6时，开始通入空气，溶液pH随时间的变化曲线如图
   
①产生白色沉淀的离子方程式：_______。
②充分生成白色沉淀后，溶液的pH小于6.3，原因是沉淀生成时溶液中c(Fe2+)_______0.1mol/L(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③0-t1时刻，pH几乎不变，t1-t2时刻，pH减小，结合方程式解释原因：_______。
④pH=4时制备晶种，t3时刻之后，再通空气，pH几乎不变，c(Fe2+)仍然减小，但c(Fe3+)在增加，(Fe2+)的减小量大于c(Fe3+)的增加量，结合总方程式说明原因：_______。。
(3)纯度测定
通过计算产品的耗酸量测定其纯度
wg铁黄溶液b溶液c滴定
已知：Fe3++3C2O=Fe(C2O4)，Fe(C2O4)不与稀碱溶液反应
若上述过程中加入的Na2C2O4过量，则测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)

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