Question

【題目】以FeSO4為原料制備鐵黑顏料Fe3O4（其中Fe既有+2價，也有+3價）的過程如下：

“轉化”過程的反應為：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。若原料中含FeSO4 9.12 t，下列說法正確的是

A.理論上與FeSO4反應的NaOH溶液的質量為4.8 t

B.理論上“轉化”過程參與反應的O2的質量為480 kg

C.該方法理論上最終可以獲得Fe3O4的質量為4.64 t

D.若“轉化”過程參與反應的O2過量，則最終所得固體的質量偏小

Answer 1

【答案】C

【解析】

在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，先生成白色絮狀沉淀，反應化學方程式為：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4，氫氧化亞鐵不穩定，很快被氧化成灰綠色，最終被氧化成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，反應的化學方程式為：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。

A、設理論上與FeSO4反應的NaOH的質量為x，

x=4.8t

氫氧化鈉溶液的質量分數為10%，故反應的氫氧化鈉溶液的質量為，故A錯誤；

B、理論上“轉化”過程參與反應的O2的質量為y，則

，y=0.48t=480kg

為了得到Fe3O4（可以看成是FeO和Fe2O3的等分子混合的混合物），所以FeSO4中轉化為氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的FeSO4的質量比為1：2，也就是FeSO4中的鐵只能有三分之二轉化為Fe(OH)3，所以O2的理論用量為480kg的三分之二，即320kg，故B錯誤；

C、根據鐵元素守恒，設該方法理論上最終可以獲得Fe3O4的質量為：，故C正確；

D、該方法理論上最終可以獲得Fe3O4的質量為，若“轉化”過程參與反應的O2過量，則最終所得固體為Fe2O3，質量為，質量偏大，故D錯誤。

故選C。