Question

10．氧化铁黄（化学式为FeOOH）是一种黄色颜料，工业上用废铁为主要原料生产氧化铁黄的一种工艺流程如图1：

（1）废铁在反应前常用热的纯碱溶液清洗表面油污，其原理是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（写离子方程式）．
（2）氧化过程生成氧化铁黄的化学方程式是4FeSO₄+O₂+8NaOH=4FeOOH+4Na₂SO₄+2H₂O．
（3）检验洗涤是否完全的方法是取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生沉淀，则表明已洗涤干净，否则未洗涤干净．
（4）色光度是产品质量的指标之一，合格氧化铁黄的色光度值范围为-0.5～0.5．
①氧化过程若温度太高，会导致产品颜色偏红，可能含有的杂质是Fe₂O₃或Fe（OH）₃．
②氧化过程溶液pH对产率、色光度的影响如图2所示，氧化时应控制pH的合理范围是3.5～4.0，pH过小导致产率较低的可能原因是PH过低导致氧化铁黄部分溶于酸．

Answer 1

分析 过量废铁加入浓硫酸加热溶解得到硫酸亚铁溶液，加入氢氧化钠溶液通入空气发生氧化还原反应生成氧化铁黄，过滤、洗涤、干燥得到成品氧化铁黄，
（1）废铁表面由防锈的油污，碳酸钠溶液水解显碱性，油脂会在碳酸钠溶液中水解；
（2）流程分析可知过量铁粉和浓硫酸加热反应生成硫酸亚铁，加入氢氧化钠溶液通入空气发生氧化还原反应生成氧化铁黄，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式；
（3）检查洗涤液中是否含有硫酸根离子设计实验检验是否洗涤干净；
（4）①氧化过程若温度太高，会导致产品颜色偏红，依据铁的化合物中 呈红色的物质分析；
②氧化时应控制pH的合理范围是保证产率最高，pH过小导致产率较低是酸性增强，氧化铁黄会溶解于酸中；

解答 解：过量废铁加入浓硫酸加热溶解得到硫酸亚铁溶液，加入氢氧化钠溶液通入空气发生氧化还原反应生成氧化铁黄，过滤、洗涤、干燥得到成品氧化铁黄，
（1）废铁表面由防锈的油污，碳酸钠溶液水解显碱性，油脂会在碳酸钠溶液中水解，易于洗涤，废铁在反应前常用热的纯碱溶液清洗表面油污，其原理是：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）流程分析可知过量铁粉和浓硫酸加热反应生成硫酸亚铁，加入氢氧化钠溶液通入空气发生氧化还原反应生成氧化铁黄，同时生成硫酸钠和水，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为：4FeSO₄+O₂+8NaOH=4FeOOH+4Na₂SO₄+2H₂O，
故答案为：4FeSO₄+O₂+8NaOH=4FeOOH+4Na₂SO₄+2H₂O；
（3）检查洗涤液中是否含有硫酸根离子设计实验检验是否洗涤干净，检验洗涤是否完全的方法是，取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生沉淀，则表明已洗涤干净，否则未洗涤干净，
故答案为：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生沉淀，则表明已洗涤干净，否则未洗涤干净；
（4）①氧化过程若温度太高，会导致产品颜色偏红，依据铁的化合物中呈红色的物质为氧化铁、氢氧化铁，可能含有的杂质是Fe₂O₃或Fe（OH）₃，
故答案为：Fe₂O₃或Fe（OH）₃；
②氧化时应控制pH的合理范围是保证产率最高，此时的PH范围依据图象分析可知为：3.5～4.0，pH过小导致产率较低是酸性增强，氧化铁黄会溶解于酸中，
故答案为：3.5～4.0，PH过低导致氧化铁黄部分溶于酸；

点评 本题考查了物质的分离和提纯，流程分析判断，主要是物质性质的理解应用，注意实验基本操作的掌握，主要是图象的分析和判断，题目难度中等．