Question

6．錳鋅鐵氧體（Zn_aMn_bFe_cO₄，F(xiàn)e元素為+3價(jià)，Zn、Mn元素化合價(jià)相同）是一種重要的磁性材料．測(cè)定鐵氧體中ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）a、b、c的代數(shù)關(guān)系式為2a+2b+3c=8．
（2）“除錳”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺．
（3）配制溶液A用的玻璃儀器有250mL容量瓶、燒杯、玻璃棒及膠頭滴管．
（4）準(zhǔn)確量取25.00mL溶液A，二甲酚橙作指示劑，用0.01000mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Zn²⁺（反應(yīng)原理為Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺），至滴定終點(diǎn)時(shí)消耗EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL．通過(guò)計(jì)算確定該鐵氧體中ZnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過(guò)程）16.2%．

Answer 1

分析 錳鋅鐵氧體（Zn_aMn_bFe_cO₄，F(xiàn)e元素為+3價(jià)，Zn、Mn元素化合價(jià)相同）加鹽酸溶解，再加（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，過(guò)濾，濾液中含有鐵離子和鋅離子，加NaF和緩沖溶液掩蔽鐵，最后測(cè)定鋅；
（1）Zn_aMn_bFe_cO₄，F(xiàn)e元素為+3價(jià)，Zn為+2價(jià)，Zn、Mn元素化合價(jià)相同，根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為零計(jì)算；
（2）（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，同時(shí)生成硫酸根離子；
（3）根據(jù)配制250mL溶液的步驟分析；
（4）根據(jù)Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺，由消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量計(jì)算Zn²⁺的物質(zhì)的量，再求出250mL溶液中Zn²⁺的物質(zhì)的量和質(zhì)量，然后求出鐵氧體中ZnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：錳鋅鐵氧體（Zn_aMn_bFe_cO₄，F(xiàn)e元素為+3價(jià)，Zn、Mn元素化合價(jià)相同）加鹽酸溶解，再加（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，過(guò)濾，濾液中含有鐵離子和鋅離子，加NaF和緩沖溶液掩蔽鐵，最后測(cè)定鋅；
（1）Zn_aMn_bFe_cO₄，F(xiàn)e元素為+3價(jià)，Zn為+2價(jià)，Zn、Mn元素化合價(jià)相同，則2a+2b+3c+（-2）×4=0，則2a+2b+3c=8，
故答案為：2a+2b+3c=8；
（2）（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，同時(shí)生成硫酸根離子，其反應(yīng)的離子方程式為：Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺；
（3）配制250mL溶液，先在燒杯中溶解藥品，用玻璃棒攪拌，轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶，定容，故答案為：250mL容量瓶；
（4）由Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺，可知Zn²⁺的物質(zhì)的量n（Zn²⁺）=n（H₂Y^2-）=0.01000mol•L^-1×0.0200L，
則250mL溶液中Zn²⁺的物質(zhì)的量為n（Zn²⁺）=0.01000mol•L^-1×0.0200L×$\frac{250mL}{25mL}$，
則ZnO的質(zhì)量為0.01000mol•L^-1×0.0200L×$\frac{250mL}{25mL}$×81g/mol=0.162g，
所以該鐵氧體中ZnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{0.162g}{1.000g}$×100%=16.2%；
故答案為：16.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題以工業(yè)流程圖為依托，考查了化學(xué)式的計(jì)算、離子方程式的書寫、溶液的配制等，題目難度中等，解題關(guān)鍵是合理分析題中流程及準(zhǔn)確把握物質(zhì)的性質(zhì)，試題培養(yǎng)了學(xué)生分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．