Question

【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中盛放的药品是________，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，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）干燥过程的主要目的是脱去游离水，该过程中会有少量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，与炭混合后焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量：________ g。

Answer 1

【答案】分液漏斗 铁粉 C （待D处的氢气纯净后）关闭活塞3，打开活塞2 Fe2＋＋2 HCO3 =FeCO3↓＋CO2↑＋H2O（或Fe2＋＋HCO3 =FeCO3↓＋H＋、HCO3＋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 4FeCO3＋O2＋2H2O=4FeOOH＋4CO2 0.89

【解析】

根据装置图，可知关闭活塞2、打开活塞3，B中铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气把C中空气排出，再关闭活塞3、打开活塞2，产生的氢气把硫酸亚铁压入C中与碳酸氢铵反应。

根据以上分析，（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。碳酸氢铵和硫酸亚铁 在C中反应生成碳酸亚铁，同时放出二氧化碳，反应的离子方程式是Fe2＋＋2HCO3 =FeCO3↓＋CO2↑＋H2O ；FeSO4具有还原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要现用现配。若FeSO4变质，则溶液中有Fe3＋生成，Fe3＋遇KSCN溶液显红色，所以用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。

（3）FeCO3、H2O、O2反应生成FeOOH和CO2，反应方程式是4FeCO3＋O2＋2H2O=4FeOOH＋4CO2。设干燥后的FeCO3样品中FeCO3、FeOOH的物质的量分别为xmol、ymol，则xmol×116 g·mol－1＋ymol×89 g·mol－1＝12.49g，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。