Question

【题目】铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物在现代社会各个领域仍有广泛的应用．
I．氧化物﹣Fe2O3：用工业FeCl3粗品（含Ca、Mn、Cu等杂质离子）制取高纯铁红，实验室常用萃取剂X（甲基异丁基甲酮）萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：

已知：HCl（浓）+FeCl3HFeCl4 ． 试回答下列问题：
（1）用萃取剂X萃取，该步骤中：
①Ca2+、Mn2+、Cu2+等杂质离子主要在（填“水”或“有机”）相．
②若实验时共用萃取剂X 150mL，萃取率最高的方法是（填字母）．
a．一次性萃取，150mL b．分2次萃取，每次75mL c．分3次萃取，每次50mL
（2）用高纯水反萃取，萃取后水相中铁的存在形式是（写化学式）；反萃取能发生的原因是 ．
（3）所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤，其目的一是洗去沉淀表面吸附的杂质离子，二是 ．
（4）测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+ ， 然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定，已知铬的还原产物为Cr3+ ， 写出该滴定反应的离子方程式 ．
（5）II．含氧酸盐﹣铁酸铜（CuFe2O4）是很有前景的热化学分解水制氢的材料，CuFe2O4在制氢过程中可以循环使用．在热化学循环分解水制氢的过程中，铁酸铜（CuFe2O4）先要煅烧成氧缺位体（CuFe2O4﹣a），氧缺位值（a）越大，活性越高，制氢越容易．
根据以上提示，写出氧缺位体与水常温下反应制氢的化学方程式 ．
（6）课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的96.6%，则氧缺位值（a）=（结果保留小数点后2位）

Answer 1

【答案】
（1）水；c
（2）FeCl3；加高纯水时，酸度[或c（H+）]降低，HCl（浓）+FeCl3?HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动
（3）减少草酸铁晶体的溶解损耗
（4）6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
（5）CuFe2O4﹣a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑
（6）0.51
【解析】解：（1）根据流程图可知，FeCl3粗品溶于盐酸，得到含有Fe3+、Ca2+、Mn2+、Cu2+等离子的溶液，用X萃取后再反萃取去掉有机相即可得到较纯的含Fe3+的溶液，所以在萃取时Ca2+、Mn2+、Cu2+应在水相中，萃取剂X总量一定时，萃取的次数越多，效果越好，故选c，
所以答案是：水；c；
（2.）根据元素守恒可知，萃取后水相中铁的存在形式是FeCl3 ， 用甲基异丁基甲酮萃取时，在有机相中铁元素以形式存在HFeCl4 ， 由于加高纯水时，酸度[或c（H+）]降低，HCl（浓）+FeCl3HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动，所以用高纯水可以进行反萃取，
所以答案是：FeCl3；加高纯水时，酸度[或c（H+）]降低，HCl（浓）+FeCl3HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动；
（3.）用冰水洗涤可以减少草酸铁晶体的溶解损耗，
所以答案是：减少草酸铁晶体的溶解损耗；
（4.）在酸性条件下Fe2+与K2Cr2O7溶液反应生成Cr3+和铁离子，反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
所以答案是：6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；
（5.）氧缺位体（CuFe2O4﹣a）可以夺取水分子了中的氧原子，从而生成氢气，反应的化学方程式为CuFe2O4﹣a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑，
所以答案是：CuFe2O4﹣a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑；
（6.）将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧，减少的质量即为失去的氧元素的质量，根据CuFe2O4=CuFe2O4﹣a+ aO2可知 ×100%=1﹣96.6%，所以a=0.51，
所以答案是：0.51．