Question

（15分）以富含硫酸亞鐵的工業廢液為原料生產氧化鐵的工藝如下（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，該反應的離子方程式是         

（2）       II中，需加一定量硫酸，運用化學平衡原理簡述硫酸的作用        

（3）       III中，生成的離子方程式是          。若濁液長時間暴露在空氣中，會有部分固體表面變為紅褐色，該變化的化學方程式是         。

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

（5）       已知煅燒的化學方程式是，現煅燒

464.0kg的，得到316.8kg產品，若產品中雜質只有，則該產品中的質量是            kg（摩爾質量/g?；）

 

 

Answer 1

 (1)Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺

 (2)加入硫酸，H+濃度增大，使Fe²⁺ + 2H₂OFe(OH)₂ + 2H⁺的平衡向逆反應方向移動，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，若無白色沉淀產生，則沉淀洗滌干凈

（5）288.0

解析：本題考查化學實驗基本操作、物質的制備、化學反應原理、計算等。（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而出現紅褐色：4FeCO₃ + O₂ + H₂O＝Fe(OH)₃ ↓+ 4CO₂↑。

（4）SO₄²的檢驗一般采用BaCl₂溶液，根據溶液與BaCl₂溶液反應是否有白色沉淀產生來判斷溶液中是否存在SO₄²。

（5）464kg FeCO₃中含有Fe元素4×10³mol，設產品中FeO xmol ，Fe₂O₃ymol，則有：x + 2y＝4×10³，72x +  160y＝316.8×10³，解得x＝2.2×10³mol，y＝1.8×10³mol，故Fe₂O₃的質量＝1.8×10³mol×160g/mol＝288.0kg。