Question

（15分）以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下（部分操作和條件略）；

I 從廢液中提純并結(jié)晶處FeSO₄?7H₂O。

II將溶液與稍過量的溶液混合，得到含的濁液

IV 將濁液過濾，用90°C熱水洗滌沉淀，干燥后得到固體

V煅燒，得到固體

已知：在熱水中分解

（1）       I中，加足量的鐵屑出去廢液中的，該反應(yīng)的離子方程式是         

（2）       II中，需加一定量硫酸，運(yùn)用化學(xué)平衡原理簡(jiǎn)述硫酸的作用        

（3）       III中，生成的離子方程式是          。若濁液長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，該變化的化學(xué)方程式是         。

（4）       IV中，通過檢驗(yàn)來判斷沉淀是否洗滌干凈。檢驗(yàn)操作是是           。

（5）       已知煅燒的化學(xué)方程式是，現(xiàn)煅燒

464.0kg的，得到316.8kg產(chǎn)品，若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有，則該產(chǎn)品中的質(zhì)量是            kg（摩爾質(zhì)量/g?；）

 

 

Answer 1

 (1)Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺

 (2)加入硫酸，H+濃度增大，使Fe²⁺ + 2H₂OFe(OH)₂ + 2H⁺的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，從而抑制FeSO₄的水解

（3）Fe²⁺ + 2HCO₃^- = FeCO₃↓+ CO₂ ↑ + H₂O

4FeCO₃ + 6H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃ ↓+ 4CO₂

（4）取少量洗滌后的濾液放入試管中，滴加酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈

（5）288.0

解析：本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)的制備、化學(xué)反應(yīng)原理、計(jì)算等。（1）Fe^3＋具有氧化性，能氧化Fe生成Fe^2＋：2Fe^3＋ + Fe＝3Fe^2＋。

（2）由于Fe^2＋水解，加入H₂SO₄可阻止其水解。

（3）Fe^2＋與HCO₃在溶液中發(fā)生雙水解生成FeCO₃：Fe^2＋ + 2HCO₃＝FeCO₃↓+ CO₂↑+ H₂O。FeCO₃在被O₂氧化最終生成Fe(OH)₃而出現(xiàn)紅褐色：4FeCO₃ + O₂ + H₂O＝Fe(OH)₃ ↓+ 4CO₂↑。

（4）SO₄²的檢驗(yàn)一般采用BaCl₂溶液，根據(jù)溶液與BaCl₂溶液反應(yīng)是否有白色沉淀產(chǎn)生來判斷溶液中是否存在SO₄²。

（5）464kg FeCO₃中含有Fe元素4×10³mol，設(shè)產(chǎn)品中FeO xmol ，F(xiàn)e₂O₃ymol，則有：x + 2y＝4×10³，72x +  160y＝316.8×10³，解得x＝2.2×10³mol，y＝1.8×10³mol，故Fe₂O₃的質(zhì)量＝1.8×10³mol×160g/mol＝288.0kg。