Question

（2013?福州）四氧化三鐵可用于醫療器械、電子等工業．某實驗興趣小組從工廠采集廢液（含FeSO₄和少量ZnSO₄、MgSO₄），進行四氧化三鐵的制備實驗．
【閱讀資料】
（1）25℃時，氫氧化物沉淀的pH范圍如表．

	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Mg（OH）2
開始沉淀的pH	5.7	7.6	10.4
沉淀完全的pH	8.0	9.6	12.4

（2）25℃時，Zn（OH）₂可溶于pH＞10.5的堿溶液．
（3）制備Fe₃O₄的實驗流程如圖：

【回答問題】
（1）往廢液中加入氫氧化鈉溶液生成沉淀的化學方程式為

2NaOH+ZnSO₄═Zn（OH）₂↓+Na₂SO₄【或2NaOH+FeSO₄=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄】

（寫一個即可）．
（2）操作a的名稱為

過濾

．該操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、

漏斗

等．玻璃棒在此操作中的主要作用是

引流

．
（3）溶液1所含溶質有

硫酸鎂、硫酸鈉

（至少寫兩種）；溶液3所含溶質的主要成分為

硫酸亞鐵

．
（4）該實驗取廢液100g，最終得到產品四氧化三鐵質量為3.48g，則原廢液中硫酸亞鐵溶質的質量分數不低于

6.84%

（精確到0.01%）．

Answer 1

分析：（1）加入氫氧化鈉溶液后，可以判斷能形成得到氫氧化鋅和氫氧化亞鐵沉淀，可以據此寫出反應的化學方程式；
（2）經過操作a后得到了固體和溶液，所以可以判斷操作a的名稱為過濾，過濾需要漏斗，玻璃棒在該過程中的作用為引流，可以據此解答該題；
（3）加入氫氧化鈉后，硫酸鋅和氫氧化鈉反應生成了硫酸鈉，氫氧化鎂只有在pH值等于10.4時，才會沉淀，所以溶液中還含有硫酸鎂，向固體1中加入氫氧化鈉溶液，根據題給信息可以知道25℃時，Zn（OH）₂可溶于pH＞10.5的堿溶液，所以氫氧化鋅要溶解，剩余的固體2為氫氧化亞鐵，所以加入稀硫酸后溶液3的溶質為硫酸亞鐵，可以據此解答該題；
（4）根據鐵元素的質量守恒來完成該題的解答．

解答：解：（1）加入氫氧化鈉溶液后，可以判斷能形成得到氫氧化鋅和氫氧化亞鐵沉淀，該反應的化學方程式為：2NaOH+ZnSO₄═Zn（OH）₂↓+Na₂SO₄【或2NaOH+FeSO₄=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄】；
（2）經過操作a后得到了固體和溶液，所以可以判斷操作a的名稱為過濾，過濾需要漏斗，玻璃棒在該過程中的作用為引流，；
（3）加入氫氧化鈉后，硫酸鋅和氫氧化鈉反應生成了硫酸鈉，氫氧化鎂只有在pH值等于10.4時，才會沉淀，所以溶液中還含有硫酸鎂，向固體1中加入氫氧化鈉溶液，根據題給信息可以知道25℃時，Zn（OH）₂可溶于pH＞10.5的堿溶液，所以氫氧化鋅要溶解，剩余的固體2為氫氧化亞鐵，所以加入稀硫酸后溶液3的溶質為硫酸亞鐵；
（4）3.48g四氧化三鐵中鐵元素的質量為：3.48g×

56×3

56×3+16×4

×100%=2.52g
所以硫酸亞鐵的質量為：2.52g÷

56

56+32+16×4

×100%=6.84g
所以原廢液中硫酸亞鐵溶質的質量分數為：

6.84g

100g

×100%=6.84%
答：原廢液中硫酸亞鐵溶質的質量分數不低于6.84%．
故答案為：（1）2NaOH+ZnSO₄═Zn（OH）₂↓+Na₂SO₄【或2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄】；
（2）過濾、漏斗、引流；
（3）硫酸鎂、硫酸鈉；硫酸亞鐵；
（4）6.84%．

點評：要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記物質的相互轉化和制備方法，以及與之相關的知識．然后，根據所給的實驗、問題情景，結合所學的相關知識和技能，以及自己的生產或生活經驗所得，細致地分析題意，并細心地探究、推理后，按照題目要求進行認真地選擇或解答即可．