Question

【題目】鐵是人類較早使用的金屬之一，鐵及其化合物在現(xiàn)代社會各個領(lǐng)域仍有廣泛的應(yīng)用．
I．氧化物﹣Fe2O3：用工業(yè)FeCl3粗品（含Ca、Mn、Cu等雜質(zhì)離子）制取高純鐵紅，實驗室常用萃取劑X（甲基異丁基甲酮）萃取法制取高純鐵紅的主要實驗步驟如下：

已知：HCl（濃）+FeCl3HFeCl4 ． 試回答下列問題：
（1）用萃取劑X萃取，該步驟中：
①Ca2+、Mn2+、Cu2+等雜質(zhì)離子主要在（填“水”或“有機”）相．
②若實驗時共用萃取劑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）用高純水反萃取，萃取后水相中鐵的存在形式是（寫化學(xué)式）；反萃取能發(fā)生的原因是 ．
（3）所得草酸鐵沉淀需用冰水洗滌，其目的一是洗去沉淀表面吸附的雜質(zhì)離子，二是 ．
（4）測定產(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+ ， 寫出該滴定反應(yīng)的離子方程式 ．
（5）II．含氧酸鹽﹣鐵酸銅（CuFe2O4）是很有前景的熱化學(xué)分解水制氫的材料，CuFe2O4在制氫過程中可以循環(huán)使用．在熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫的過程中，鐵酸銅（CuFe2O4）先要煅燒成氧缺位體（CuFe2O4﹣a），氧缺位值（a）越大，活性越高，制氫越容易．
根據(jù)以上提示，寫出氧缺位體與水常溫下反應(yīng)制氫的化學(xué)方程式 ．
（6）課外小組將鐵酸銅樣品在N2的氣氛中充分煅燒，得氧缺位體的質(zhì)量為原質(zhì)量的96.6%，則氧缺位值（a）=（結(jié)果保留小數(shù)點后2位）

Answer 1

【答案】
（1）水；c
（2）FeCl3；加高純水時，酸度[或c（H+）]降低，HCl（濃）+FeCl3?HFeCl4平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl3的方向移動
（3）減少草酸鐵晶體的溶解損耗
（4）6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
（5）CuFe2O4﹣a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑
（6）0.51
【解析】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相即可得到較純的含F(xiàn)e3+的溶液，所以在萃取時Ca2+、Mn2+、Cu2+應(yīng)在水相中，萃取劑X總量一定時，萃取的次數(shù)越多，效果越好，故選c，
所以答案是：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，在有機相中鐵元素以形式存在HFeCl4 ， 由于加高純水時，酸度[或c（H+）]降低，HCl（濃）+FeCl3HFeCl4平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl3的方向移動，所以用高純水可以進(jìn)行反萃取，
所以答案是：FeCl3；加高純水時，酸度[或c（H+）]降低，HCl（濃）+FeCl3HFeCl4平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl3的方向移動；
（3.）用冰水洗滌可以減少草酸鐵晶體的溶解損耗，
所以答案是：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++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
所以答案是：6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；
（5.）氧缺位體（CuFe2O4﹣a）可以奪取水分子了中的氧原子，從而生成氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuFe2O4﹣a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑，
所以答案是：CuFe2O4﹣a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑；
（6.）將鐵酸銅樣品在N2的氣氛中充分煅燒，減少的質(zhì)量即為失去的氧元素的質(zhì)量，根據(jù)CuFe2O4=CuFe2O4﹣a+ aO2可知 ×100%=1﹣96.6%，所以a=0.51，
所以答案是：0.51．