Question

工業(yè)上的有毒廢水任意排放污染環(huán)境，危害人類健康，廢物回收利用，變廢為寶符合可持續(xù)發(fā)展的理念，是建設和諧社會的文明行為。某印染廠含鉻（Cr）廢水采用了以下處理方法：用FeSO₄·7H₂O在酸性條件下把廢水中的完全還原為Cr³⁺，并通過調(diào)節(jié)溶液pH，使生成物組成符合類似于Fe₃O₄（鐵氧體）的復合氧化物。

請回答下列問題：

（1）寫出你知道的一種通過置換反應生成Fe₃O₄的化學方程式：_____________________。

（2）寫出和硫酸亞鐵在酸性條件下反應的離子方程式：______________________。

（3）用上述方法處理廢水，得到的組成符合類似于Fe₃O₄（鐵氧體）的復合氧化物中x的值為_____________。

（4）若某硫酸亞鐵晶體樣品中Fe的質(zhì)量分數(shù)為19%（雜質(zhì)中不含鐵元素），則樣品中FeSO₄·7H₂O的質(zhì)量分數(shù)為______________。

Answer 1

（1）3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂↑

（2）+6Fe²⁺+14H⁺====2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

（3）0.5〔根據(jù)（2）中可知每生成1個Cr³⁺，同時生成3個Fe³⁺，即nCr³⁺∶nFe³⁺=1∶3〕

（4）94%、94.5%或95%都可以。

解析：（1）通過置換反應生成Fe₃O₄的化學反應只有3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂。（2）還原反應為“2Cr³⁺”，氧化反應為“Fe²⁺Fe³⁺”，1個與6個Fe²⁺反應時化合價升降相等，此時生成2個Cr³⁺和6個Fe³⁺，進一步配平可得反應的離子方程式為+6Fe²⁺+14H⁺====2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O。（3）據(jù)還原生成的Cr³⁺與氧化生成的Fe³⁺物質(zhì)的量之比為2∶6，可列出2∶6=x∶（2-x），得x=0.5。（4）FeSO₄·7H₂O的質(zhì)量分數(shù)為0.19÷×100%=94.5%。