题目内容

【题目】铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛。利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下:

实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。

(1)装置A的名称是________,装置B中盛放的试剂是________,NH4HCO3盛放在装置________中。

(2)实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合制FeCO3沉淀,操作方法是________________,发生主要反应的离子方程式为_____________________。FeSO4溶液要现用现配制的原因是____________,检验久置的FeSO4是否变质的方法是______________。

(3)干燥过程主要目的是脱去游离水,过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为____________________________,取干燥后的FeCO3样品12.49 g,与碳混合后焙烧,最终得到还原铁粉6.16 g,计算样品中杂质FeOOH的质量:________g。

【答案】 分液漏斗 铁粉 C (待D处的气体纯净后)关闭活塞3,打开活塞2 Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O(或Fe2++HCO===FeCO3↓+H+、HCO+H+===CO2↑+H2O) 亚铁离子易被氧化 取样品配成溶液,取少量溶液于试管中,再向试管中加入KSCN溶液,观察是否显血红色(合理答案即得分) 4FeCO3+O2+2H2O===4FeOOH+4CO2 0.89

【解析】本题分析:本题主要考查对于利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程的评价。

(1)装置A是分液漏斗,盛放稀硫酸,装置B中盛放铁粉,稀硫酸与铁粉反应生成H2和FeSO4。装置C中盛放NH4HCO3。

(2)检验D处氢气已纯净时,表明装置中空气已排尽,关闭活塞3,打开活塞2,在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应。发生主要反应的离子方程式为Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O(或Fe2++HCO===FeCO3↓+H+、HCO+H+===CO2↑+H2O) 。FeSO4具有还原性,易被O2氧化,故FeSO4溶液要现用现配。用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。

(3)FeCO3、H2O、O2反应生成FeOOH和CO2,反应的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O===4FeOOH+4CO2。设干燥后的FeCO3样品中FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y,则x×116 g·mol-1+y×89 g·mol-1=12.49 g,56 g·mol-1×(x+y)=6.16 g,解得:x=0.1 mol,y=0.01 mol。故m(FeOOH)=0.89 g。

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