Question

【題目】碳酸鎂晶須是一種新型吸波隱形材料中的增強劑。某工廠以MgCl2(含少量雜質(zhì)FeCl2、FeCl3)為原料制備碳酸鎂晶須（MgCO3·H2O）的工藝流程如下：

已知：Fe3+、Fe2+、Mg2+生成氫氧化物沉淀時的pH

物質(zhì)	開始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.6	9.6
Mg(OH)2	9.9	11.1

注：Fe(OH)2沉淀呈絮狀，不易從溶液中除去。

（1）寫出“氧化”過程中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 。

（2）pH調(diào)節(jié)的范圍 ，濾渣的主要成分 （填化學(xué)式）。

（3）操作X包括過濾、洗滌、烘干，證明碳酸鎂晶須已經(jīng)洗滌干凈的方法 。

（4）水浸后溶液中Fe2+、Fe3+含量的測定

①取水浸后溶液100.00 mL，測得Cl的濃度為0.455 mol·L1，向其中緩緩?fù)ㄈ肼葰馐笷e2+恰好完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，測得此時溶液中Cl的濃度為0.460 mol·L1（溶液體積變化忽略不計）。

②另取水浸后溶液100.00 mL，向其中加入過量的1 mol·L1 NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、灼燒，冷卻后，稱得固體粉末的質(zhì)量為0.96 g。

試通過計算確定水浸后溶液中Fe2+、Fe3+的物質(zhì)的量濃度（寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】（1）

（2）3.7~9.9Fe(OH)3（3）取少量最后一次洗滌液，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成則證明已洗滌干凈（4）c(Fe2+)=0.005mol·L1c(Fe3+)=0.015mol·L1

【解析】

試題分析：（1）Fe(OH)2沉淀呈絮狀，不易從溶液中除去，因此氧化過程中Fe2+被氧化成Fe3+，離子方程式為： ；（2）調(diào)節(jié)pH是為了讓Fe3+變成沉淀除去，而Mg2+不沉淀，因此pH值的調(diào)節(jié)范圍是3.7—9.9，濾渣的主要成分是Fe(OH)3；（3）碳酸鎂晶須若未洗凈，則會含有NH4Cl溶液，因此證明碳酸鎂晶須已經(jīng)洗滌干凈的方法取少量最后一次洗滌液，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成則證明已洗滌干凈；

（4）由關(guān)系式“2Fe2+~ Cl2~ 2Cl”可知，增加的Cl-的物質(zhì)的量即為Fe2+的物質(zhì)的量

n(Fe2+) =100×10-3×(0.460-0.455)=5.0×10-4mol

c(Fe2+)=5.0×10-4÷100×10-3=0.005mol·L1

固體的成分為Fe2O3、MgO

則[n(Fe3+)+n(Fe2+)]×0.5×160+n(Mg2+)×40=0.96

根據(jù)溶液中的電荷守恒：3n(Fe3+)+2n(Fe2+)+2n(Mg2+)=0.455×100×10-3

則n(Fe3+)=1.5×10-3mol

即c(Fe3+)=0.015mol·L1。