如图是氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的部分工艺流程简图．已知:硫酸铁能与铁反应.Fe2(SO4)3+Fe═3FeSO4(1)试剂X是NaOH．(2)硫酸与氧化铁的反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O．(3)往铁粉中加入硫酸.除铁.氧化铁与硫酸发生反应外.一定还发生其它反应．作出这种判断的依据是铁能� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．如图是氧化沉淀法生产复印用高档Fe₃O₄粉的部分工艺流程简图．

已知：硫酸铁能与铁反应，Fe₂（SO₄）₃+Fe═3FeSO₄
（1）试剂X是NaOH（写化学式）．
（2）硫酸与氧化铁的反应的化学方程式为Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（3）往铁粉（含少量氧化铁）中加入硫酸，除铁、氧化铁与硫酸发生反应外，一定还发生其它反应．作出这种判断的依据是铁能和氧化铁与硫酸反应生成的硫酸铁反应．
（4）Fe（OH）₂中Fe的化合价+2，通入氧气时的化学方程式是：（请补充完整）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，因此，通入氧气时，必须控制“一定量”，其目的是防止氢氧化亚铁被完全氧化成氢氧化铁．
（5）取该实验中FeSO₄溶液100g，向其中滴加足量的NaOH溶液，测得Fe（OH）₂沉淀的质量为13.5g，试计算：
①FeSO₄溶液中溶质的质量分数是多少（精确到0.1%）．
②最终得到产品四氧化三铁质量．（精确到0.1）

分析（1）硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠；
（2）硫酸与氧化铁的反应生成硫酸铁和水；
（3）少量氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁；
（4）化合物中元素化合价代数和为零；
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
（5）根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答解：（1）硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，因此试剂X是NaOH．
故填：NaOH．
（2）硫酸与氧化铁的反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（3）往铁粉（含少量氧化铁）中加入硫酸，除铁、氧化铁与硫酸发生反应外，一定还发生其它反应．作出这种判断的依据是铁能和氧化铁与硫酸反应生成的硫酸铁反应．
故填：铁能和氧化铁与硫酸反应生成的硫酸铁反应．
（4）设氢氧化亚铁中铁元素的化合价为x，
氢氧化亚铁中，氢元素的化合价是+1，氧元素化合价是-2，根据题意有：x+（-2）×2+（+1）×2=0，
x=+2；
由质量守恒定律可知，通入氧气时的化学方程式为：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，因此，通入氧气时，必须控制“一定量”，其目的是防止氢氧化亚铁被完全氧化成氢氧化铁．
故填：+2；H₂O；防止氢氧化亚铁被完全氧化成氢氧化铁．
（5）设硫酸亚铁质量为y，
FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓，
152 90
y 13.5g
$\frac{152}{y}$=$\frac{90}{13.5g}$，
y=22.8g，
FeSO₄溶液中溶质的质量分数是：$\frac{22.8g}{100g}$×100%=22.8%，
设最终得到产品四氧化三铁质量为z，
由反应过程可知，硫酸亚铁中的铁元素完全转化到四氧化三铁中，
根据题意有：22.8g×$\frac{56}{152}$×100%=z×$\frac{168}{232}$×100%，
z=11.6g，
答：FeSO₄溶液中溶质的质量分数是22.8%，最终得到产品四氧化三铁质量是11.6g．