Question

【題目】利用鈦白工業的副產品FeSO4[含Al2（SO4）3和少量重金屬離子]，可以生產電池級高純超微細草酸亞鐵．其工藝流程如圖1：

已知：①5Fe2++MnO +8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
②5C2O42﹣+2MnO +16H+═10CO2↑+2Mn2++8H2O
（1）沉淀過程的反應溫度為40℃，溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外，還有
（2）濾液Ⅱ經處理可得到副產品 ．
（3）實驗室測定高純超微細草酸亞鐵組成的步驟依次為：
步驟1：準確稱量一定量草酸亞鐵樣品，加入25mL 2molL﹣1的H2SO4溶解．
步驟2：用0.2000molL﹣1標準KMnO4溶液滴定，消耗其體積30.40mL．
步驟3：向滴定后的溶液中加入2g Zn粉和5mL 2molL﹣1的H2SO4溶液，將Fe3+還原為Fe2+ ．
步驟4：過濾，濾液用上述標準KMnO4溶液滴定，消耗溶液10.40mL．
則樣品中C2O42﹣的物質的量為 ．
（4）將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸亞鐵溶液混合，測得反應液中Mn2+的濃度隨反應時間t的變化如圖2，產生這種變化趨勢的原因可能為 ．

Answer 1

【答案】
（1）NH3?H2O受熱易分解，揮發出NH3 ， Fe（OH）2受熱也易分解
（2）（NH4）2SO4
（3）0.01mol
（4）生成的Mn2+作催化劑，隨著Mn2+濃度增加，反應速率越來越快
【解析】解：（1）沉淀過程為一水合氨沉淀亞鐵離子的過程，生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩定，受熱會分解，另外一水合氨受熱也會分解，故反應溫度不能太高，所以溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外，還有NH3H2O受熱易分解，揮發出NH3 ， Fe（OH）2受熱易分解；
故答案為：NH3H2O受熱易分解，揮發出NH3 ， Fe（OH）2受熱也易分解；（2）沉淀前的溶液中含有硫酸亞鐵，沉淀步驟中加入一水合氨，生成氫氧化亞鐵沉淀和硫酸銨，所以副產品含有是（NH4）2SO4；
故答案為：（NH4）2SO4；（3）由題意知氧化C2O42﹣和Fe2+共消耗0.2000 molL﹣1標準KMnO4溶液體積30.40 mL，步驟3、4標準KMnO4溶液只氧化Fe2+消耗KMnO4溶液體積10.40mL，所以C2O42﹣消耗KMnO4溶液體積為（30.40﹣10.40）=20mL，由5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O得5C2O42﹣～2MnO4﹣ ， 所以n（C2O42﹣）= n（MnO4﹣）=20ml×10﹣3×0.2000molL﹣1× =0.01mol；
故答案為：0.01mol；（4）從圖象上觀察，隨著反應對進行，曲線的斜率越來越大，說明單位時間內Mn2+的濃度越來越大，所以反應速率越來越快，反應中溫度不變，隨著反應的進行，反應物的濃度變小，而反應速率加快，只能是生成的Mn2+作催化劑，隨著Mn2+濃度增加，反應速率越來越快；
故答案為：生成的Mn2+作催化劑，隨著Mn2+濃度增加，反應速率越來越快．
副產品FeSO4（含Al（SO4）3和少量重金屬離子）中加入鐵粉，將少量重金屬離子等除去，得到比較純凈的FeSO4溶液，向FeSO4溶液中加入氨水，生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵和草酸反應生成高純超微細草酸亞鐵沉淀；（1）溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外，還有NH3H2O受熱易分解，揮發出NH3 ， Fe（OH）2受熱易分解；（2）沉淀前的溶液中含有硫酸亞鐵，沉淀步驟中加入一水合氨，生成氫氧化亞鐵沉淀和硫酸銨；（3）由題意知氧化C2O42﹣和Fe2+共消耗0.2000 molL﹣1標準KMnO4溶液體積30.40 mL，步驟3、4標準KMnO4溶液只氧化Fe2+消耗KMnO4溶液體積10.00mL，所以C2O42﹣消耗KMnO4溶液體積為（30.40﹣10.00）=20.4mL，由5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O得5C2O42﹣～2MnO4﹣ ， 依據多步反應找關系式計算；（4）觀察圖象分析反應速率變大的因素，隨著反應對進行，曲線的斜率越來越大，說明單位時間內Mn2+的濃度越來越大，所以反應速率越來越快，反應中溫度不變，隨著反應的進行，反應物的濃度變小，而反應速率加快，只能是生成的Mn2+作催化劑．