Question

6．锰锌铁氧体（Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素为+3价，Zn、Mn元素化合价相同）是一种重要的磁性材料．测定铁氧体中ZnO的实验步骤如下：

（1）a、b、c的代数关系式为2a+2b+3c=8．
（2）“除锰”时发生反应的离子方程式为Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺．
（3）配制溶液A用的玻璃仪器有250mL容量瓶、烧杯、玻璃棒及胶头滴管．
（4）准确量取25.00mL溶液A，二甲酚橙作指示剂，用0.01000mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定其中的Zn²⁺（反应原理为Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺），至滴定终点时消耗EDTA 标准溶液20.00mL．通过计算确定该铁氧体中ZnO的质量分数（写出计算过程）16.2%．

Answer 1

分析 锰锌铁氧体（Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素为+3价，Zn、Mn元素化合价相同）加盐酸溶解，再加（NH₄）₂S₂O₈把锰离子氧化为二氧化锰，过滤，滤液中含有铁离子和锌离子，加NaF和缓冲溶液掩蔽铁，最后测定锌；
（1）Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素为+3价，Zn为+2价，Zn、Mn元素化合价相同，根据化合价的代数和为零计算；
（2）（NH₄）₂S₂O₈把锰离子氧化为二氧化锰，同时生成硫酸根离子；
（3）根据配制250mL溶液的步骤分析；
（4）根据Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺，由消耗的标准溶液的物质的量计算Zn²⁺的物质的量，再求出250mL溶液中Zn²⁺的物质的量和质量，然后求出铁氧体中ZnO的质量分数．

解答 解：锰锌铁氧体（Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素为+3价，Zn、Mn元素化合价相同）加盐酸溶解，再加（NH₄）₂S₂O₈把锰离子氧化为二氧化锰，过滤，滤液中含有铁离子和锌离子，加NaF和缓冲溶液掩蔽铁，最后测定锌；
（1）Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素为+3价，Zn为+2价，Zn、Mn元素化合价相同，则2a+2b+3c+（-2）×4=0，则2a+2b+3c=8，
故答案为：2a+2b+3c=8；
（2）（NH₄）₂S₂O₈把锰离子氧化为二氧化锰，同时生成硫酸根离子，其反应的离子方程式为：Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺；
（3）配制250mL溶液，先在烧杯中溶解药品，用玻璃棒搅拌，转移到250mL容量瓶，定容，故答案为：250mL容量瓶；
（4）由Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺，可知Zn²⁺的物质的量n（Zn²⁺）=n（H₂Y^2-）=0.01000mol•L^-1×0.0200L，
则250mL溶液中Zn²⁺的物质的量为n（Zn²⁺）=0.01000mol•L^-1×0.0200L×$\frac{250mL}{25mL}$，
则ZnO的质量为0.01000mol•L^-1×0.0200L×$\frac{250mL}{25mL}$×81g/mol=0.162g，
所以该铁氧体中ZnO的质量分数$\frac{0.162g}{1.000g}$×100%=16.2%；
故答案为：16.2%．

点评 本题以工业流程图为依托，考查了化学式的计算、离子方程式的书写、溶液的配制等，题目难度中等，解题关键是合理分析题中流程及准确把握物质的性质，试题培养了学生分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．