Question

7．用工業(yè)FeCl₃粗品（含Ca、Mn、Cu等雜質(zhì)離子）制取高純鐵紅，實(shí)驗(yàn)室常用萃取劑X（甲基異丁基甲酮）萃取法制取高純鐵紅的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

已知：HCl（濃）+FeCl₃?HFeCl₄
試回答下列問(wèn)題：
（1）用萃取劑X萃取，該步驟中：
①Ca、Mn、Cu等雜質(zhì)離子幾乎都在水（填“水”或“有機(jī)”）相．
②若實(shí)驗(yàn)時(shí)共用萃取劑X 120mL，萃取率最高的方法是c（填字母）．
a．一次性萃取，120mL
b．分2次萃取，每次60mL
c．分3次萃取，每次40mL
（2）用高純水反萃取，萃取后水相中鐵的存在形式是FeCl₃（寫(xiě)化學(xué)式）；反萃取能發(fā)生的原因是加高純水時(shí)，酸度[或c（H⁺）]降低，HCl（濃）+FeCl₃?HFeCl₄平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl₃的方向移動(dòng)．
（3）所得草酸鐵沉淀需用冰水洗滌，其目的是洗去沉淀表面吸附的雜質(zhì)離子，減少草酸鐵晶體的溶解損耗．
（4）測(cè)定產(chǎn)品中鐵的含量需經(jīng)酸溶、還原為Fe²⁺，然后在酸性條件下用標(biāo)準(zhǔn)K₂Cr₂O₇溶液滴定，已知鉻的還原產(chǎn)物為Cr³⁺，寫(xiě)出該滴定反應(yīng)的離子方程式，并用單線(xiàn)橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．

Answer 1

分析 FeCl₃粗品溶于鹽酸，得到含有Fe³⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺等離子的溶液，用X萃取后再反萃取去掉有機(jī)相即可得到較純的含F(xiàn)e³⁺的溶液，所以在萃取時(shí)Ca²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺應(yīng)在水相中，由于加高純水時(shí)，酸度[或c（H⁺）]降低，HCl（濃）+FeCl₃?HFeCl₄平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl₃的方向移動(dòng)，所以用高純水可以進(jìn)行反萃取，棄去有機(jī)相得到加入草酸得到草酸鐵沉淀，蒸發(fā)灼燒得到高純氧化鐵，
（1）根據(jù)流程圖可知，F(xiàn)eCl₃粗品溶于鹽酸，得到含有Fe³⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺等離子的溶液，用X萃取后再反萃取去掉有機(jī)相即可得到較純的含F(xiàn)e³⁺的溶液，所以在萃取時(shí)Ca²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺應(yīng)在水相中，萃取劑X總量一定時(shí)，萃取的次數(shù)越多，效果越好，據(jù)此判斷；
（2）根據(jù)元素守恒可知，萃取后水相中鐵的存在形式是氯化鐵，用甲基異丁基甲酮萃取時(shí)，在有機(jī)相中鐵元素以形式存在HFeCl₄，由于加高純水時(shí)，酸度[或c（H⁺）]降低，HCl（濃）+FeCl₃?HFeCl₄平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl₃的方向移動(dòng)，所以用高純水可以進(jìn)行反萃��；
（3）所得草酸鐵沉淀需用冰水洗滌，其目的是既除去了雜質(zhì)，又減少草酸鐵晶體的溶解損耗；
（4）在酸性條件下Fe²⁺與K₂Cr₂O₇溶液反應(yīng)生成Cr³⁺和鐵離子，根據(jù)電荷守恒和元素守恒書(shū)寫(xiě)離子方程式，用單線(xiàn)橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．

解答 解：（1）根據(jù)流程圖可知，F(xiàn)eCl₃粗品溶于鹽酸，得到含有Fe³⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺等離子的溶液，用X萃取后再反萃取去掉有機(jī)相即可得到較純的含F(xiàn)e³⁺的溶液，所以在萃取時(shí)Ca²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺應(yīng)在水相中，萃取劑X總量一定時(shí)，萃取的次數(shù)越多，效果越好，故選c，
故答案為：水；c；
（2）根據(jù)元素守恒可知，萃取后水相中鐵的存在形式是FeCl₃，用甲基異丁基甲酮萃取時(shí)，在有機(jī)相中鐵元素以形式存在HFeCl₄，由于加高純水時(shí)，酸度[或c（H⁺）]降低，HCl（濃）+FeCl₃?HFeCl₄平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl₃的方向移動(dòng)，所以用高純水可以進(jìn)行反萃取，
故答案為：FeCl₃；加高純水時(shí)，酸度[或c（H⁺）]降低，HCl（濃）+FeCl₃?HFeCl₄平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl₃的方向移動(dòng)；
（3）洗去沉淀表面吸附的雜質(zhì)離子，用冰水洗滌可以減少草酸鐵晶體的溶解損耗，
故答案為：洗去沉淀表面吸附的雜質(zhì)離子，減少草酸鐵晶體的溶解損耗；
（4）在酸性條件下Fe²⁺與K₂Cr₂O₇溶液反應(yīng)生成Cr³⁺和鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，用單線(xiàn)橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目的離子方程式為：
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離提純的方法分析，涉及實(shí)驗(yàn)基本操作、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，注意反應(yīng)過(guò)程中原子守恒的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．