Question

【題目】鐵及其化合物在日常生產生活中用途廣泛，利用FeSO4制備還原鐵粉的工業流程如下：

實驗室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應制得)和NH4HCO3溶液在如下裝置模擬上述流程中的“轉化”環節。

(1)裝置A的儀器名稱是________，裝置B中盛放的藥品是________。

(2)實驗過程中，欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是____________________。FeSO4溶液要現用現配制的原因是_____________________。

(3)干燥過程的主要目的是脫去產物FeCO3中的游離水，該過程中會有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH，該反應的化學方程式為_________________________________________，取干燥后的FeCO3樣品24.98 g，與炭混合后焙燒，最終得到還原鐵粉12.32 g，計算樣品中FeCO3的質量分數________%(計算結果取整數)。

(4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型凈水劑.用如圖裝置可以制取少量高鐵酸鈉．寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時，陽極的電極反應式___________________

(5)25 ℃時，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 ，此溫度下，若實驗室中配制2.5mol/L 100mL硫酸鐵溶液，為使配制過程中不出現渾濁，則至少需要加入10mol/L的硫酸______mL(忽略加入硫酸的體積)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 鐵粉 待D處的氫氣純凈后，關閉活塞3，打開活塞2 亞鐵離子易被氧化 4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2 93 0.25

【解析】

A（分液漏斗）中盛放的是稀硫酸，B中盛放的是鐵粉，C中盛放的是NH4HCO3溶液，開始打開分液漏斗上口玻璃塞，打開活塞1，活塞3，關閉活塞2，反應進行到裝置中的空氣排盡，關閉活塞3，打開活塞2，B中生成的硫酸亞鐵溶液被壓入C中與碳酸氫銨溶液反應，生成沉淀，經過過濾，洗滌，干燥，焙燒得還原鐵粉。

(1)A和B裝置是用來制取硫酸亞鐵的，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；

(2)實驗過程中，待D處的氫氣純凈后，關閉活塞3，打開活塞2，可將B中生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合， 由于亞鐵鹽具有強還原性容易被空氣中的氧氣氧化，所以最好現配現用；

(3)由于鐵的化合價發生了變化，確定反應物為FeCO3、O2、H2O，產物為FeOOH、CO2寫出方程式4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2；利用關系式法計算FeCO3的質量分數

(4)根據圖像可以看出陽極鐵失電子與氫氧根離子結合生成高鐵酸根離子，寫出電極反應式；

(5)根據氫氧化鐵的Ksp進行計算。

(1)A和B裝置是用來制取硫酸亞鐵的，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；

正確答案：分液漏斗 鐵粉。

(2)實驗過程中，待D處的氫氣純凈后，關閉活塞3，打開活塞2，可將B中生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，由于亞鐵鹽具有強還原性容易被空氣中的氧氣氧化，所以最好現配現用；

正確答案：待D處的氫氣純凈后，關閉活塞3，打開活塞2，亞鐵離子易被氧化。

(3)由于鐵的化合價發生了變化，確定反應物為FeCO3、O2、H2O，產物為FeOOH、CO2寫出方程式4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2；利用關系式法計算FeCO3的質量分數。

FeCO3 ～ Fe FeOOH ～ Fe

116g 56g 89g 56g

m（FeCO3）g m（FeOOH）g

根據已知得：m（FeCO3）+ m（FeOOH）=24.98 g；+=12.32g;

兩個等式聯立可得出m（FeCO3）=23.2g m（FeOOH）=1.78g

樣品中FeCO3的質量分數:×100%≈93%;

正確答案: 4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2 93。

(4)根據圖像可以看出陽極鐵失電子與氫氧根離子結合生成高鐵酸根離子，寫出電極反應式；

正確答案：

(5)配制2.5mol/L 100mL硫酸鐵溶液，根據氫氧化鐵的Ksp進行計算：Ksp[Fe(OH)3]＝C（Fe3+）×=5× = 4.0×10－38，C（OH-）=2×10－13mol/L，所以C（H+）=Kw/ C（OH-）=5×10－2mol/L。根據C1V1=C2V2，可知5×10－2mol/L×100×10－3L=20×V1×10－3L，V1=0.25mL；

正確答案：0.25。