Question

【題目】同學們對四氧化三鐵產生了興趣，從參考資料中找到氧化沉淀法生產復印用高檔四氧化三鐵粉的工藝流程簡圖。

[生產流程]

[查閱資料]

資料一：硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度如下表所示：

資料二：氫氧化亞鐵受氧氣氧化反應原理為4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3

資料三：獲得四氧化三鐵的反應原理為Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O

[問題討論]

(1)溶解時，用50℃至80℃的熱水目的是______________。

(2)寫出加入適量氫氧化鈉溶液時發生反應的化學方程式_____________。

(3)上述過程中，要控制“通一定量空氣”的目的是____________。

(4)要使四氧化三鐵的產率最高，則上述流程中產生的氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的最佳質量比為___。

(5)副產品P是硫酸鈉，由溶液N獲得該副產品的操作順序是b→______→______→d。

a．過濾b．加熱濃縮c．冷卻結晶d．晶體加熱至完全失去結晶水

Answer 1

【答案】在50 ℃～80 ℃時，硫酸亞鐵的溶解度較大，有利于溶解的更多，提高產率 2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4 防止氫氧化亞鐵完全轉化為氫氧化鐵 90∶214(或45∶107) c a

【解析】

根據工藝流程圖及題干信息中溫度與溶解度間的關系分析解答；根據物質信息分析書寫相關反應方程式；根據硫酸鈉的物理性質分析從溶液中得到硫酸鈉的操作順序。

（1）根據圖表中的信息可知，在50 ℃至80℃的熱水中，硫酸亞鐵的溶解度較大，利于溶解更多的硫酸亞鐵，提高產率，故答案為：在50 ℃～80 ℃時，硫酸亞鐵的溶解度較大，有利于溶解的更多，提高產率；

（2）氫氧化鈉和硫酸亞鐵反應生成氫氧化亞鐵和硫酸鈉，反應方程式為：2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4；

（3）上述過程中，要控制“通一定量空氣”的目的是控制氫氧化亞鐵轉化為氫氧化鐵的量，故答案為：防止氫氧化亞鐵完全轉化為氫氧化鐵；

（4）要使四氧化三鐵的產率最高，上述流程中產生的氫氧化亞鐵與氫氧化鐵的物質的量之比為1∶2，最佳質量比為90∶214(或45∶107)；

（5）根據硫酸鈉晶體的溶解度隨溫度的升高而增大，采用加熱濃縮、冷卻結晶的方法，再過濾，晶體加熱至完全失去結晶水，得到硫酸鈉，故答案為：c；a。