Question

20．某学校研究性学习小组，以一工厂生产过程中产生的废弃物“红色铁泥”为研究对象，探究红色物质的成分，请你参与他们的活动．
[小组讨论]
甲观点：红色物质是铜．              乙观点：红色物质是氧化铁．
丙观点：红色物质是氢氧化铁．        丁观点：红色物质是氧化铁和氢氧化铁的混合物．
[查阅资料]
该厂“红色铁泥”主要是生产过程中使用铁触媒（一种催化剂）后的废弃物，除红色物质外，还含有通常不与酸、碱和氧气反应的物质．氢氧化铁受热易分解
[提出假设]?
乙、丙、丁三种观点存在合理性．
[实验验证]
Ⅰ取适量“红色铁泥”晒干，称量其质量为m₁克；
Ⅱ将“红色铁泥”置于坩埚中充分加热并在干燥器中冷却后，称量其质量为m₂克．
请回答下列问题：
（1）当m₁=m₂时，则红色物质为氧化铁．
（2）当m₁＞m₂＞$\frac{160{m}_{1}}{214}$时，则“红色铁泥”中一定含有氧化铁吗？不一定（填写“一定”或“不一定”），理由是“红色铁泥”有可能含有其他不溶性或受热不分解的杂质．
（3）假定“红色铁泥”中“红色物质是氢氧化铁”，请写出回收“红色铁泥”中的铁元素制得“铁红”（化学式为Fe₂O₃，是红色油漆的重要原料）过程中的化学反应最少需要3（填数字）次．

Answer 1

分析 根据题干提供的信息，该废弃物除杂质外可能还含有铜、氧化铁、氢氧化铁或氧化铁和氢氧化铁的混合物，
Fe（OH）₃、Fe₂O₃，Fe（OH）₃难溶于水，受热发生分解反应而导致固体质量减少，加热后固体质量是否增加是确定是否含有氢氧化铁的标志，铜加热生成氧化铜，固体质量增加，加热后固体质量是否增加定固体是否为铜，氧化铁加热质量没有变化．

解答 解：（1）由于红色物质加热质量不变，故该物质不可能是铜或氢氧化铁，只能是氧化铁，所以当m₁=m₂时，红色物质为氧化铁；
（2）氢氧化铁加热后生成氧化铁和水，固体质量减少，当m₁＞m₂时，“红色铁泥”中一定含有氢氧化铁，
假设全部为氢氧化铁，
2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O
214          160
m₁           m₂ m₂=160m₁/214   
因为m₁＞m₂＞160m₁/214，所以“红色铁泥”中不全是氢氧化铁，但不一定有氧化铁，有可能含有其他不溶性或受热不分解的杂质；
（3）回收“红色铁泥”中的铁元素制得“铁红”需要将氢氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，之后氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，最后氢氧化钠加热生成氧化铁和水，化学方程式为：①Fe（OH）₃+3HCl=FeCl₃+3H₂O，②FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl，③2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
故答案为：（1）氧化铁（Fe₂O₃）．
（2）不一定，“红色铁泥”有可能含有其他不溶性或受热不分解的杂质．
（3）3

点评 本题是一种开放性试题，解题时一定要找准角度，完成此题，可以依据已有的知识进行．