Question

工业上的有毒废水任意排放污染环境，危害人类健康，废物回收利用，变废为宝符合可持续发展的理念，是建设和谐社会的文明行为。某印染厂含铬（Cr）废水采用了以下处理方法：用FeSO₄·7H₂O在酸性条件下把废水中的完全还原为Cr³⁺，并通过调节溶液pH，使生成物组成符合类似于Fe₃O₄（铁氧体）的复合氧化物。

请回答下列问题：

（1）写出你知道的一种通过置换反应生成Fe₃O₄的化学方程式：_____________________。

（2）写出和硫酸亚铁在酸性条件下反应的离子方程式：______________________。

（3）用上述方法处理废水，得到的组成符合类似于Fe₃O₄（铁氧体）的复合氧化物中x的值为_____________。

（4）若某硫酸亚铁晶体样品中Fe的质量分数为19%（杂质中不含铁元素），则样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为______________。

Answer 1

（1）3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂↑

（2）+6Fe²⁺+14H⁺====2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

（3）0.5〔根据（2）中可知每生成1个Cr³⁺，同时生成3个Fe³⁺，即nCr³⁺∶nFe³⁺=1∶3〕

（4）94%、94.5%或95%都可以。

解析：（1）通过置换反应生成Fe₃O₄的化学反应只有3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂。（2）还原反应为“2Cr³⁺”，氧化反应为“Fe²⁺Fe³⁺”，1个与6个Fe²⁺反应时化合价升降相等，此时生成2个Cr³⁺和6个Fe³⁺，进一步配平可得反应的离子方程式为+6Fe²⁺+14H⁺====2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O。（3）据还原生成的Cr³⁺与氧化生成的Fe³⁺物质的量之比为2∶6，可列出2∶6=x∶（2-x），得x=0.5。（4）FeSO₄·7H₂O的质量分数为0.19÷×100%=94.5%。