Question

4．如图是氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图，根据要求回答问题．

资料卡：通空气时发生的反应为：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，由沉淀获得Fe₃O₄的过程中发生的反应为Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$ Fe₃O₄+4H₂O．
（1）流程中通入一定量空气后进行的操作A为过滤，在实验室进行该操作要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗．
（2）副产品P是Na₂SO₄（填化学式）．由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→c→a→d（填序号）
a．过滤    b．加热浓缩     c．冷却结晶     d．晶体加热至完全失去结晶水
（3）流程中控制“一定量空气”的目的是控制Fe（OH）₂的转化量．
从后续反应过程来看，若要使原料不浪费，往FeSO₄溶液中加入适量NaOH溶液和一定量空气时，应控制m FeSO₄：mNaOH：m O₂=19：20：4．（最简整数比）

Answer 1

分析 （1）根据过滤可以将不溶性固体和溶液分离，以及过滤操作需要的仪器进行分析；
（2）根据氢氧化钠与硫酸亚铁反应的生成物来判断副产品，以及冷却热饱和溶液的过程考虑操作顺序进行分析；
（3）如果氧气过多会把氢氧化亚铁全部氧化，就得不到四氧化三铁了；
根据硫酸亚铁溶液、氢氧化钠和氧气反应生成氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，写出化学方程式，再分析三种物质的质量比．

解答 解：（1）通过操作A得到了氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和溶液N，所以操作A是过滤，过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
（2）氢氧化钠与硫酸亚铁反应的生成物是氢氧化亚铁与硫酸钠，因为氢氧化亚铁属于另一反应的反应物了所以副产品是硫酸钠，化学式为：Na₂SO₄，冷却热饱和溶液 的过程是先加热，再降温，析出晶体后过滤再通过加热除去结晶水即可，所以操作顺序是b→c→a→d；
（3）通过反应Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃?Fe₃O₄+4H₂O可知Fe（OH）₂和Fe（OH）₃都是反应物，如果不控制“一定量空气”氧气过多会把氢氧化亚铁全部氧化，就得不到四氧化三铁了；
硫酸亚铁溶液、氢氧化钠和氧气反应生成氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，化学方程式为：5FeSO₄+10NaOH+2H₂O+5O₂=Fe（OH）₂↓+4Fe（OH）₃↓+5Na₂SO₄，所以mFeSO₄：mNaOH：mO₂=（5×152）：（10×80）：（5×16×2）=19：20：4．
故答案为：（1）过滤，漏斗；（2）Na₂SO₄；b→c→a→d；（3）控制Fe（OH）₂的转化量；19：20：4．

点评 通过回答本题知道了制取四氧化三铁的方法，溶解需要的仪器，由溶液析出晶体的方法．