Question

【題目】某廠廢水中含5.00×10－3 mol·L－1的Cr2O，其毒性較大。某研究性學習小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合價有＋3，＋2)，設計了如下實驗流程：

(1)第①步反應的離子方程式是__________________________________________

(2)第②步中用pH試紙測定溶液pH的操作是______________________________

(3)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質鐵，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變為______________，加堿調節至pH為________時，鐵元素剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10－5mol·L－1時，即可認為該離子沉淀完全)；繼續加堿至pH為________時，鋅開始沉淀(假定Zn2＋濃度為0.1 mol·L－1)。若上述過程不加H2O2后果是______________________，原因是________________________________________________。

化合物	Zn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
Ksp近似值	10－17	10－17	10－39

Answer 1

【答案】Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，再與標準比色卡對照 Fe3＋ 2.7 6 Zn2＋和Fe2＋分離不開 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近

【解析】

(1)第①步主要是重鉻酸根和亞鐵離子反應生成鉻離子和鐵離子，其反應的離子方程式是Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

(2)第②步中用pH試紙測定溶液pH的操作是將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，再與標準比色卡對照。

(3)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質鐵，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵在稀硫酸雙氧水作用下變為Fe3＋，，c(OH－) = 5×10-12mol·L－1，c(H+) = 2×10-3mol·L－1，pH = 2.7，因此加堿調節至pH為2.7時，鐵元素剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10－5mol·L－1時，即可認為該離子沉淀完全)；繼續加堿，，c(OH－) = 1×10-8mol·L－1，c(H+) =1×10-6mol·L－1，pH = 6，因此pH為6時，鋅開始沉淀(假定Zn2＋濃度為0.1 mol·L－1)。若上述過程不加H2O2后果是Zn2＋和Fe2＋分離不開，原因是Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近，不能分離開。

(1)第①步主要是重鉻酸根和亞鐵離子反應生成鉻離子和鐵離子，其反應的離子方程式是Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，故答案為：Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

(2)第②步中用pH試紙測定溶液pH的操作是將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，再與標準比色卡對照，故答案為：將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，再與標準比色卡對照。

(3)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質鐵，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵在稀硫酸雙氧水作用下變為Fe3＋，，c(OH－) = 5×10-12mol·L－1，c(H+) = 2×10-3mol·L－1，pH = 2.7，因此加堿調節至pH為2.7時，鐵元素剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10－5mol·L－1時，即可認為該離子沉淀完全)；繼續加堿，，c(OH－) = 1×10-8mol·L－1，c(H+) =1×10-6mol·L－1，pH = 6，因此pH為6時，鋅開始沉淀(假定Zn2＋濃度為0.1 mol·L－1)。若上述過程不加H2O2后果是Zn2＋和Fe2＋分離不開，原因是Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近，不能分離開，故答案為：Fe3＋； 2.7；6；Zn2＋和Fe2＋分離不開；Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近。