Question

【题目】工业上可以用废铁屑制备活性Fe3O4，流程如下图：

（1）在制备过程中，不但要将块状固体原料粉碎、磨成粉末，作用是_____________。

（2）在合成池里生成Fe3O4的离子方程式为_____________。

（3）根据流程可知，配料中心很可能使混合物中的Fe2O3与Fe物质的量之比接近_____________。

（4）某同学利用废铁屑（含Fe和Fe2O3）来制取FeCl3·6H2O晶体，同时测定混合物中铁的质量分数，装置如右图（夹持装置略，气密性已检验）：

操作步骤如下：

Ⅰ．打开弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。

Ⅱ．当……时，关闭弹簧夹K1打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。

Ⅲ．将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeC13·6H2O晶体。

请回答：

①操作Ⅱ中“……”的内容是_ ，烧杯中的现象是 ，相应的方程式是_ ___、___ _。（是离子反应的写离子方程式）

②若混合物质量为m g，实验结束后测得B中所得的气体是V mL（标准状况时），该同学由此计算出此废铁屑中铁的质量分数是，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是 。

Answer 1

【答案】（1）增大反应物之间的接触面积，增加反应速率，提高生产效率（1分）

（2）Fe2＋＋2Fe3＋+8OH－＝Fe3O4↓+4H2O（2分）

（3）4：1（2分）

（4）① 当A中固体完全消失（1分）；无色溶液逐渐变黄（1分），有气泡产生（1分）。

2Fe2＋＋H2O2+2H+＝2Fe3＋+2H2O （1分） （1分）

②Fe3＋和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少（1分）

【解析】

试题分析：

（1）在制备过程中，将块状固体原料粉碎、磨成粉末，作用是增大反应物之间的接触面积，增加反应速率，提高生产效率。

（2）从流程图看，在合成池中加入了FeCl2、FeCl3和NaOH溶液，生成了Fe3O4，则生成Fe3O4的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋+8OH－＝Fe3O4↓+4H2O。

（3）当铁刚好使三价铁转化为二价铁，由于在1molFe3O4中可以认为有二价的氧化亚铁和三价的三氧化铁各1mol，设Fe为x mol，Fe2O3为y mol，生成1mol Fe3O4，根据Fe+2Fe3+=3Fe2+则有：x+2y=3，3x=1，解得x=1/3，Y=4/3，故铁和三氧化二铁的物质的量为1：4。

（4）①当A中固体完全消失，铁完全和盐酸反应后，反应结束；当A中溶液完全进入烧杯，生成的氯化亚铁被氧化成黄色的氯化铁，生成的氯化铁作催化剂，使双氧水分解，反应的方程式为：2Fe2＋＋H2O2+2H+＝2Fe3＋+2H2O，。故答案是：当A中固体完全消失；无色溶液逐渐变黄，有气泡产生；2Fe2＋＋H2O2+2H+＝2Fe3＋+2H2O，。

② 由于废铁屑中含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子能够和铁反应，导致铁减少，置换的氢气体积减少，故答案是：Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少；