Question

【題目】Ⅰ.某小組以CoCl2·6H2O、過氧化氫、液氨、氯化銨固體為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進行如下實驗：

①氨的測定：精確稱取wgX，加適量水溶解，注入圓底燒瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品溶液中的氨全部蒸出，用V1mL c1mol·L-1的鹽酸溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶，用c2mol·L-1 NaOH標準溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2mLNaOH溶液。

②氯的測定：準確稱取樣品X配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現磚紅色沉淀不在消失為終點（Ag2CrO4為磚紅色）。

回答下列問題：

（1）用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，應使用___式滴定管，該滴定實驗可使用的指示劑為___，達到滴定終點的現象為___。

（2）樣品中氨的質量分數表達式為___。

（3）滴定終點時，若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5mol·L-1 ，c(CrO42-)為___mol·L-1。（已知：Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12）。

Ⅱ.已知

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

（4）則用廢電池的鋅皮制作七水合硫酸鋅，需去除少量雜質鐵，其方法是：加入稀硫酸和雙氧水，溶解，鐵變為___加入___調節pH為___（保留兩位有效數字），鐵剛好完全沉淀（離子濃度小于1×10-5mol/L時，即可認為該離子沉淀完全）。

Answer 1

【答案】堿 酚酞（或甲基紅） 溶液由無色變淺紅色且半分鐘不褪色（或溶液由紅色變橙色且半分鐘不褪色） 2.8×10-3 Fe3+ ZnO 2.7

【解析】

（1）溶液滴定過剩的HCl時，應使用酸式滴定管，該滴定實驗可使用的指示劑為酚酞或者甲基紅，溶液由無色變淺紅色且半分鐘不褪色（或溶液由紅色變橙色且半分鐘不褪色），到達滴定終點；

（2）求出氨氣反應的n（HCl），根據氨氣和HCl的關系式知，n（NH3）=n（HCl），可以求得；

（3）根據c（CrO42-）=求解；

（4）應用溶度積常數計算金屬離子開始沉淀和完全沉淀時的pH，從而分析調節pH分離金屬離子的原理。

（1）用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，應使用酸式滴定管，待測液是HCl，該滴定實驗可使用的指示劑為酚酞或者甲基紅，錐形瓶中盛有的HCl溶液中滴入酚酞或甲基紅，溶液由無色變淺紅色且半分鐘不褪色（或溶液由紅色變橙色且半分鐘不褪色），到達滴定終點；

（2）與氨氣反應的n（HCl）=V1×10-3L×c1molL-1-c2molL-1×V2×10-3L=（c1V1-c2V2）×10-3mol，根據氨氣和HCl的關系式知，n（NH3）=n（HCl）=（c1V1-c2V2）×10-3mol，氨的質量分數=×100%；

（3）滴定終點時，溶液中已檢測不到Cl-，Ksp（AgCl）=1.0×10-10，溶液中c（Cl-）≤1.0×10-5molL-1，c（Ag+）=2.0×10-5molL-1，Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12，c（CrO42-）===2.8×10-3molL-1；

（4）廢電池的鋅皮中含Zn、Fe，用稀H2SO4溶解時發生反應：Zn+2H+=Zn2++H2↑、Fe+2H+=Fe2++H2↑；加入H2O2后又發生反應：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故溶解時鐵變為Fe3+；據Fe(OH)3(s) Fe3++3OH-，Ksp＝c(Fe3+)·c3(OH-)。當c(Fe3+)＝1×10－5 mol·L－1時，c(OH-)＝4.6×10－12 mol·L－1，進而c(H+)=2.2×10－3 mol·L－1，pH＝2.7，為了不引入雜質，需要加入ZnO 調節pH為2.7時，Fe3+剛好沉淀完全。