题目

某矿样用过量酸溶解并过滤，所得滤液A主要含CO、Ni2＋、SO、H＋、Fe2＋、Fe3＋、OH－、Mg2＋、Mn2＋等九种离子中的七种。将A中金属元素进行分离以备利用，部分流程如图所示： 可能用到的有关数据如下： 物质 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Ksp(25 ℃) Fe(OH)3 2.7 3.7 4.0×10－38 Fe(OH)2 7.6 9.6 8.0×10－16 Ni(OH)2 7.2 9.2 5.5×10－16 Mg(OH)2 9.6 11.1 1.2×10－11 请根据题给信息填空： (1)滤液A中不能大量存在的两种离子是________。 (2)已知“滤渣1”是MnO2，步骤①发生的氧化还原反应的离子方程式为________。 (3)常温下，某Ni(OH)2、Mg(OH)2共沉淀的混合体系中，若c(Ni2＋)＝5.5×10－11 mol·L－1，则c(Mg2＋)＝________。 (4)假定步骤①中NaClO恰好反应，欲检验滤液3中的酸根离子，需优先检验________(填离子符号)。 (5)为测定该矿样中铁元素的含量，取20.0 g矿石，按上述流程操作，将________(填“滤渣1”、“滤渣2”或“滤渣3”)完全酸溶，再使其中的铁元素还原为Fe2＋，然后将所得溶液稀释到100 mL，取出20.00 mL用0.100 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定。达到滴定终点时溶液颜色为________色，共消耗KMnO4溶液16. 00 mL，经计算矿样中铁元素的质量分数为________。 答案：解析：本题主要考查工艺流程的分析，意在考查考生对工艺流程的分析能力。(1)过量酸处理后，滤液为酸性，故滤液A中不能大量存在CO、OH－。(2)步骤①加入的NaClO为强氧化性物质，溶液中的Mn2＋、Fe2＋均能被氧化，发生反应的离子方程式为Mn2＋＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋2H＋＋Cl－，ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。(3)根据题目所给物质的Ksp数据知，溶液中的c2(OH－)＝＝ mol2·L－2＝1.0×10－5 mol2·L－2，故c(Mg2＋)＝＝ mol·L－1＝1.2×10－6 mol·L－1。(4)通过(1)中离子共存的判断可知溶液中一定含有SO，通过步骤①可知生成Cl－，故滤液3中含有酸根离子为SO、Cl－。应先检验SO，使之转化为BaSO4沉淀，然后再检验Cl－；若先检验Cl－，则SO与Ag＋生成微溶的Ag2SO4，影响Cl－的检验。(5)步骤②调节pH＝5，Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀，故滤渣2为Fe(OH)3，用酸溶解可得Fe3＋，再使其中的铁元素还原为Fe2＋，Fe2＋可被KMnO4氧化，故达到滴定终点时溶液颜色为紫色。反应的离子方程式为：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，所以100 mL溶液中n(Fe2＋)＝5×5×0.100 0 mol/L×0.016 00 L＝0.04 mol，故矿样中铁元素的质量分数为×100%＝11.2%。 答案：(1)CO、OH－ (2)ClO－＋Mn2＋＋H2O===MnO2↓＋Cl－＋2H＋，2H＋＋ClO－＋2Fe2＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O (3)1.2×10－6 mol·L－1 (4)SO　(5)滤渣2　紫　11.2%

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