题目内容

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出FeSO4·7H2O。
Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。
Ⅳ.将浊液过滤,用90 ℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。
Ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。
已知:NH4HCO3在热水中会分解。
⑴Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是         。
⑵Ⅱ中,需加一定量酸,该酸最好是             。运用化学平衡原理以及离子方程式简述该酸的作用                                                 。
⑶Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是                                    。若FeCO3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SO42-来判断沉淀是否洗涤干净,检验SO42-的操作是          
(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2 =2Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是        kg。

(15分)⑴  Fe+2Fe3+=3Fe2+(2分)
⑵ 硫酸(2分)  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Fe2+的水解(2分)
⑶Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O(2分);4FeCO3+6H2O+O2==4Fe(OH)3+4CO2(2分)
⑷取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净(2分) 
⑸288.0 (3分)

解析试题分析:(1)Fe可以和铁离子反应生成亚铁离子,反应的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(2)由于不能引入杂质,所以加入的酸最好是硫酸。由于亚铁离子在溶液中存在水解平衡,加入硫酸,H+浓度增大,使反应Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe2+的水解。
(3)FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,亚铁离子和碳酸氢根离子水解相互促进生成碳酸亚铁和二氧化碳,反应的离子方程式是Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O;生成的碳酸亚铁中,亚铁离子易被氧气氧化为三价铁,所以FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,反应的化学方程式是4FeCO3+6H2O+O2==4Fe(OH)3+4CO2。
(4)硫酸根离子可以和钡离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀,因此检验硫酸根是否存在可以验证沉淀是否洗净,具体操作是取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净。
(5)假设Fe2O3物质的量为x mol,FeO的物质的量为y mol,则160x+72y=316800、(2x+y)×116=464000,解得x=1800mol,所以产品中Fe2O3的质量160g/mol×1800mol=288000g=288kg。
考点:考查铁及其化合物的性质;水解平衡的应用;SO42-的检验;物质含量的有关计算等

练习册系列答案
相关题目

(14分)某同学探究同周期元素性质递变规律时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。

实验步骤
实验现象
①将镁条用砂纸打磨后,放入沸水中;再向溶液中滴加酚酞溶液
A.浮在水面上,熔成小球,做不定向运动,随之消失,溶液变成红色
②向新制得的Na2S溶液中滴加新制氯水
B.有气体产生,溶液变成浅红色
③将金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中
C.剧烈反应,迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中
D.反应较快,产生无色气体
⑤将铝条投入稀盐酸中
E. 生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量
F.生成淡黄色沉淀
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:研究同周期元素性质递变规律。
(2)实验用品:试剂:金属钠,镁条,铝条,稀盐酸,新制氯水,新制Na2S溶液,
AlCl3溶液,NaOH溶液等。
仪器:         ,        ,烧杯,试管,试管夹,镊子,小刀,玻璃片等。
(3)实验内容:(完成实验步骤对应的实验现象的标号和离子方程式)
实验步骤
实验现象
离子方程式
①
 
(不需填写)
②
 
 
③
 
 
④
C
(不需填写)
⑤
D
 
⑥
 
 
(4)实验结论:从左向右,同周期元素原子的失电子能力递减,得电子能力递增。

(14分)FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域,以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:

(1)铁屑与稀硫酸反应前,应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟,操作目的是_____,浸泡后,用____(填操作方法)分离并洗涤铁屑。
(2)操作a为_______________。
(3)最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
②____________________。
(4) FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I.方案一:可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还有___________(填仪器名称)。在配制过程中,下列说法正确的是____________(填序号字母)。

A.KMnO4溶于水不放热,可以直接在容量瓶中溶解
B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验
C.定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平
D.如果定容时加水超过刻度线必须毓配制
II.方案二:将FeSO4·7H2O最终转化为Fe2O3,测定质量变化,操作流程如下:

①步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量______g(用含a的代数式表示)。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______(填“偏大,’.“偏小”或“不变”)。

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与硫酸反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定,以下实验过程不完整,请补充完整。

(1)按上图组装仪器,并______________________________________________;
(2)将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
(3)从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,____________________________,
点燃A处酒精灯;
(4)充分反应后,撤掉酒精灯,________________________________________;
(5)测得反应后装置B增重2.25 g,则铁矿石中氧的百分含量为________。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定,流程如下。

(1)步骤④中煮沸的作用是___________________________________________。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________。
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂
d.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
e.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
f.滴定结束后,滴定管尖嘴部分有气泡,则测定结果偏大
(4)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L-1 KI溶液20.00 mL,则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网