8.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(huì)各個(gè)領(lǐng)域仍有廣泛的應(yīng)用.
I.氧化物-Fe
2O
3:用工業(yè)FeCl
3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)+FeCl
3?HFeCl
4.試回答下列問題:
(1)用萃取劑X萃取,該步驟中:
①Ca
2+、Mn
2+、Cu
2+等雜質(zhì)離子主要在水(填“水”或“有機(jī)”)相.
②若實(shí)驗(yàn)時(shí)共用萃取劑X 150mL,萃取率最高的方法是c(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FeCl
3(寫化學(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)+FeCl
3?HFeCl
4平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl
3的方向移動(dòng).
(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,二是減少草酸鐵晶體的溶解損耗.
(4)測定產(chǎn)品中鐵的含量需經(jīng)酸溶、還原為Fe
2+,然后在酸性條件下用標(biāo)準(zhǔn)K
2Cr
2O
7溶液滴定,已知鉻的還原產(chǎn)物為Cr
3+,寫出該滴定反應(yīng)的離子方程式6Fe
2++Cr
2O
72-+14H
+=6Fe
3++2Cr
3++7H
2O.
II.含氧酸鹽-鐵酸銅(CuFe
2O
4)是很有前景的熱化學(xué)分解水制氫的材料,CuFe
2O
4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(CuFe
2O
4)先要煅燒成氧缺位體(CuFe
2O
4-a),氧缺位值(a)越大,活性越高,制氫越容易.
(5)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CuFe
2O
4-a+aH
2O=CuFe
2O
4+aH
2↑.
(6)課外小組將鐵酸銅樣品在N
2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)=0.51.(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后2位)