Question

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）；

I 从废液中提纯并结晶处FeSO₄·7H₂O。

II将溶液与稍过量的溶液混合，得到含的浊液

IV 将浊液过滤，用90°C热水洗涤沉淀，干燥后得到固体

V煅烧，得到固体

已知：在热水中分解

（1）      I中，加足量的铁屑出去废液中的，该反应的离子方程式是         

（2）      II中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用        

（3）      III中，生成的离子方程式是         。若浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是         。

（4）      IV中，通过检验来判断沉淀是否洗涤干净。检验操作是是          。

（5）      已知煅烧的化学方程式是，现煅烧464.0kg的，得到316.8kg产品，若产品中杂质只有，则该产品中的质量是           kg（摩尔质量/g·；）

 

Answer 1

(1)Fe + 2Fe³⁺= 3Fe²⁺

(2)加入硫酸，H+浓度增大，使Fe²⁺+ 2H₂OFe(OH)₂+ 2H⁺的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO₄的水解

（3）Fe²⁺+ 2HCO₃^- = FeCO₃↓+ CO₂ ↑ + H₂O

4FeCO₃ + 6H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃↓+ 4CO₂

（4）取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净

（5）288.0

解析:本题考查化学实验基本操作、物质的制备、化学反应原理、计算等。（1）Fe^3＋具有氧化性，能氧化Fe生成Fe^2＋：2Fe^3＋ + Fe＝3Fe^2＋。

（2）由于Fe^2＋水解，加入H₂SO₄可阻止其水解。

（3）Fe^2＋与HCO₃^―在溶液中发生双水解生成FeCO₃：Fe^2＋ + 2HCO₃^―＝FeCO₃↓+ CO₂↑+ H₂O。FeCO₃在被O₂氧化最终生成Fe(OH)₃而出现红褐色：4FeCO₃ + O₂+ H₂O＝Fe(OH)₃ ↓+ 4CO₂↑。

（4）SO₄^2―的检验一般采用BaCl₂溶液，根据溶液与BaCl₂溶液反应是否有白色沉淀产生来判断溶液中是否存在SO₄^2―。

（5）464kg FeCO₃中含有Fe元素4×10³mol，设产品中FeO xmol ，Fe₂O₃ymol，则有：x + 2y＝4×10³，72x +  160y＝316.8×10³，解得x＝2.2×10³mol，y＝1.8×10³mol，故Fe₂O₃的质量＝1.8×10³mol×160g/mol＝288.0kg。