Question

6．錳鋅鐵氧體（Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素為+3價，Zn、Mn元素化合價相同）是一種重要的磁性材料．測定鐵氧體中ZnO的實驗步驟如下：

（1）a、b、c的代數關系式為2a+2b+3c=8．
（2）“除錳”時發生反應的離子方程式為Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺．
（3）配制溶液A用的玻璃儀器有250mL容量瓶、燒杯、玻璃棒及膠頭滴管．
（4）準確量取25.00mL溶液A，二甲酚橙作指示劑，用0.01000mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）標準溶液滴定其中的Zn²⁺（反應原理為Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺），至滴定終點時消耗EDTA 標準溶液20.00mL．通過計算確定該鐵氧體中ZnO的質量分數（寫出計算過程）16.2%．

Answer 1

分析 錳鋅鐵氧體（Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素為+3價，Zn、Mn元素化合價相同）加鹽酸溶解，再加（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，過濾，濾液中含有鐵離子和鋅離子，加NaF和緩沖溶液掩蔽鐵，最后測定鋅；
（1）Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素為+3價，Zn為+2價，Zn、Mn元素化合價相同，根據化合價的代數和為零計算；
（2）（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，同時生成硫酸根離子；
（3）根據配制250mL溶液的步驟分析；
（4）根據Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺，由消耗的標準溶液的物質的量計算Zn²⁺的物質的量，再求出250mL溶液中Zn²⁺的物質的量和質量，然后求出鐵氧體中ZnO的質量分數．

解答 解：錳鋅鐵氧體（Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素為+3價，Zn、Mn元素化合價相同）加鹽酸溶解，再加（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，過濾，濾液中含有鐵離子和鋅離子，加NaF和緩沖溶液掩蔽鐵，最后測定鋅；
（1）Zn_aMn_bFe_cO₄，Fe元素為+3價，Zn為+2價，Zn、Mn元素化合價相同，則2a+2b+3c+（-2）×4=0，則2a+2b+3c=8，
故答案為：2a+2b+3c=8；
（2）（NH₄）₂S₂O₈把錳離子氧化為二氧化錳，同時生成硫酸根離子，其反應的離子方程式為：Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：Mn²⁺+S₂O₈^2-+2H₂O=MnO₂↓+2SO₄^2-+4H⁺；
（3）配制250mL溶液，先在燒杯中溶解藥品，用玻璃棒攪拌，轉移到250mL容量瓶，定容，故答案為：250mL容量瓶；
（4）由Zn²⁺+H₂Y^2-=ZnY^2-+2H⁺，可知Zn²⁺的物質的量n（Zn²⁺）=n（H₂Y^2-）=0.01000mol•L^-1×0.0200L，
則250mL溶液中Zn²⁺的物質的量為n（Zn²⁺）=0.01000mol•L^-1×0.0200L×$\frac{250mL}{25mL}$，
則ZnO的質量為0.01000mol•L^-1×0.0200L×$\frac{250mL}{25mL}$×81g/mol=0.162g，
所以該鐵氧體中ZnO的質量分數$\frac{0.162g}{1.000g}$×100%=16.2%；
故答案為：16.2%．

點評 本題以工業流程圖為依托，考查了化學式的計算、離子方程式的書寫、溶液的配制等，題目難度中等，解題關鍵是合理分析題中流程及準確把握物質的性質，試題培養了學生分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．