打印机墨粉中的 Fe 3 O 4 含量是衡量墨粉质量优劣的重要指标之一,为测定墨粉中 Fe 3 O 4 的含量,进行了如下实验:
已知: ① 墨粉中除了 Fe 3 O 4 晶体粉粒外,其余成分均不溶于水且不与酸反应,
② 。下列有关说法正确的是
A .试剂是 Zn 粉,且要缓慢加入至观察到较多气泡产生时停止加入 Zn 粉
B .用 溶液能检验溶液 ② 只含有 Fe 2+
C .若溶解过滤后没有洗涤,则 Fe 3 O 4 含量测定结果偏大
D .墨粉中的 Fe 3 O 4 的含量为
A
【分析】墨粉中加入稀硫酸溶解,过滤、洗涤后所得滤液中含有 Fe 2+ 、 Fe 3+ ,加入适量还原剂,将 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ ,此时 Fe 3 O 4 中的铁元素全部转化为 Fe 2+ ,因为后续操作中加入强氧化剂 KMnO 4 测定 Fe 2+ 的含量,所以此试剂不能为 Fe 。
【详解】 A .由分析可知,试剂不能是铁,但可以是 Zn 粉,一方面 Zn 能将 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ ,另一方面 Zn 2+ 不能被 KMnO 4 氧化,但要控制 Zn 粉的加入量,因为过量的 Zn 粉能将 Fe 2+ 还原为 Fe ,所以要缓慢加入至观察到较多气泡产生时停止加入 Zn 粉, A 正确;
B .用 溶液能检验溶液 ② 是否含有 Fe 2+ ,但不能检测出溶液中是否含有 Fe 3+ , B 不正确;
C .若溶解过滤后没有洗涤,则滤渣表面会附着一定量的 Fe 2+ , Fe 3 O 4 含量测定结果偏小, C 不正确;
D .由分析可知,加入 Zn 粉后,墨粉中的 Fe 3 O 4 全部转化为 Fe 2+ ,则可建立关系式: 5Fe 3 O 4 ——15Fe 2+ ——3KMnO 4 ,则 Fe 3 O 4 的含量为 , D 不正确;
故选 A 。
铁元素:
在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:
注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:
③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)
化学性质:
铁元素性质活泼,有较强的还原性。
铁的性质:
铁与稀硝酸的反应:
两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。
注意:
铁三角关系:
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