Question

2015年2月16日李克强总理到东北调研经济情况，重点走访了钢铁厂，鼓励钢铁厂提高钢铁质量和产量，铁及其化合物在日常生活中应用广泛。

（1）利用Fe ²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下可将SO₂转化为SO₄^2-，从而实现对SO₂的治理。已知含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe ³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4 H⁺ =4Fe³⁺ +2H₂O，则另一反应的离子方程式为_________________；

（2）草酸亚铁为黄色固体，作为一种化工原料, 可广泛用于涂料、染料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产。合成草酸亚铁的流程如下：

①配制(NH₄) ₂Fe(SO₄)₂溶液时，需加入少量稀硫酸，目的是___________________。

②得到的草酸亚铁沉淀需充分洗涤，洗涤操作的具体方法为_________________________________，检验是否洗涤干净的方法是___________________________。

（3）将制得的产品(FeC₂O₄·2H₂O)在氩气气氛中进行加热分解，结果如下图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

① 则A→B发生反应的化学方程式为：__________________________________。

②已知 B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，写出B→C的化学方程式____________；

（4）某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵。为了测定不纯产品中草酸根的含量，某同学做了如下分析实验：

Ⅰ．准确称量m g 样品，溶于少量2mol/L 硫酸中并用 100mL 容量瓶定容。

Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定，溶液变为淡紫色，消耗高锰酸钾溶液的体积为V ₁ mL。

Ⅲ．向上述溶液中加入足量 Zn 粉，使溶液中的 Fe³⁺恰好全部还原为 Fe²⁺。

Ⅳ．过滤，洗涤剩余的锌粉和锥形瓶，洗涤液并入滤液

Ⅴ．用c mol/L KMnO₄溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色，消耗KMnO₄溶液的体积V ₂ mL。

已知：2MnO₄^- +5H₂C₂O ₄+6H⁺＝2Mn²⁺ +10CO₂+8H₂O

MnO₄^- +8H⁺+5Fe²⁺ ＝5Fe³⁺ + Mn²⁺ +4H₂O

回答下列问题：

①若省略步骤Ⅳ，则测定的草酸根离子含量(填―偏大‖、―偏小‖或―不变‖)。

②mg样品中草酸根离子的物质的量为(用 c，V₁，V₂的式子表示，不必化简)。

Answer

（1）2 Fe3++SO2+2H2O=2 Fe2+ +SO42- +4H+；

（2）①抑制Fe2+和NH4+离子水解； ②沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复 2-3 次；取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。

（3）①FeC2O4·2H2OFeC2O4 +2H2O(2分)②FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑；

（4）①偏大②(cV1– cV2)×10 -3 ×5/2×5mol

【解析】

试题分析：（1）常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理．含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时其中一个反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根离子，反应的离子方程式为：2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+；

（2）①因 NH4+和Fe2+水解使溶液显酸性，则配制(NH4)2Fe(SO4)2溶液时，需加入少量稀硫酸，其目的是抑制Fe2+和NH4+离子水解。②洗涤沉淀的方法是：沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复 2-3 次；因溶液中含有 SO42-，能与Ba2+生成不溶于酸的 BaSO4沉淀，故检验沉淀是否洗净的方法是：取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。

（3）①由图可知，加热生成 B时，剩余物体为 80%，损失20%，FeC2O4·2H2O中结晶水的质量分数为 36/180×100%=20%，故 A→B 发生的反应是FeC2O4·2H2O 加热失去结晶水，反应的化学方程式为 FeC2O4·2H2O FeC2O4+2H2O；②已知 B→C 过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，根据原子守恒可知两种氧化物是CO和 CO2，由图可知，加热生成 C 时，分解完全，假定草酸盐铁晶体为 180g，其物质的量为 1mol，则C固体的质量为 180g×40%=72g，铁元素的质量为 56g，故应含氧元素的质量为 72g-56g=16g，氧原子的物质的量为1mol ，所以固 体 C为 FeO， B→C 的化 学 方 程 式 为FeC2O4 FeO+CO2↑+CO↑。

（4）①若省略步骤Ⅳ，则与Fe2+反应的高锰酸钾减少，因此与草酸根反应的高锰酸钾增加，则测定的草酸根离子的含量偏大；②与 Fe2+反应的高锰酸钾的物质的量为0.001cV2mol，则与草酸根反应的高锰酸钾的物质的量为(cV1-cV2)×10-3mol，根据方程式可知草酸根的物质的量为(cV1-cV2)×10-3×5/2mol，则 m g 样品中草酸根离子的物质的量为(cV1- cV2)×10-3×5/2×5mol。

考点：无机工业流程题，涉及离子反应与离子方程式的书写、盐类水解、中和滴定原理的应用与计算及实验的基本操作等。