Question

9．以FeSO₄為原料制備鐵黑顏料Fe₃O₄（其中Fe既有+2價(jià)，也有+3價(jià)）的過(guò)程如圖：
“轉(zhuǎn)化”過(guò)程的反應(yīng)為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．若原料中含F(xiàn)eSO₄9.12t，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 理論上與FeSO₄反應(yīng)的NaOH溶液的質(zhì)量為4.8t
• B． 理論上“轉(zhuǎn)化”過(guò)程參與反應(yīng)的O₂的質(zhì)量為320kg
• C． 該方法理論上最終可以獲得Fe₃O₄的質(zhì)量為4.64t
• D． 若“轉(zhuǎn)化”過(guò)程參與反應(yīng)的O₂過(guò)量，則最終所得固體的質(zhì)量偏小

Answer 1

分析 硫酸亞鐵溶液中加入氫氧化鈉溶液，亞鐵離子先與氫氧根離子反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵很快被氧化，變成灰綠色，最終氫氧化亞鐵會(huì)被氧化成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：在FeSO₄溶液中加入NaOH溶液，先生成白色絮狀沉淀，反應(yīng)化學(xué)方程式為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，很快被氧化成 灰綠色，最終被氧化成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
A、設(shè)理論上與FeSO₄反應(yīng)的NaOH的質(zhì)量為x
FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄，
152         80
9.12t         x  
    $\frac{152}{80}$=$\frac{9.12t}{x}$
x=4.8t
NaOH溶液的質(zhì)量為$\frac{4.8t}{10%}$=48t
故錯(cuò)誤；
B、理論上“轉(zhuǎn)化”過(guò)程參與反應(yīng)的O₂的質(zhì)量為y，則
4FeSO₄ ～4Fe（OH）₂～O₂
608                              32
9.12t                            y
      $\frac{608}{32}$=$\frac{9.12t}{y}$
y=0.48t=480kg
為了得到Fe₃O₄（可以看成是FeO和Fe₂O₃的等分子混合的混合物），所以FeSO₄中轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的FeSO₄比為1：2，也就是FeSO₄中的鐵只能有三分之二轉(zhuǎn)化為4Fe（OH）₃，所以O(shè)₂的理論用量為480kg的三分之二，即320kg．
故正確；
C、該方法理論上最終可以獲得Fe₃O₄的質(zhì)量為z
9.12t×$\frac{56}{152}×$100%÷$\frac{56×3}{232}$=4.64t
故正確；
D、9.12tFeSO₄9.12t，中鐵元素的質(zhì)量=3.36t，F(xiàn)e₃O₄的質(zhì)量為3.36t÷$\frac{56×3}{232}$=4.64t，若“轉(zhuǎn)化”過(guò)程參與反應(yīng)的O₂過(guò)量，則最終所得固體為Fe₂O₃，質(zhì)量為3.36t$÷\frac{56×2}{160}$=4.8t，質(zhì)量偏大，故錯(cuò)誤．
答案：BC

點(diǎn)評(píng) 本題考查了亞鐵離子與氫氧根離子的反應(yīng)原理及現(xiàn)象，題目難度不大，注意掌握亞鐵離子、鐵離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，明確亞鐵離子與氫氧根離子的反應(yīng)現(xiàn)象是解答本題關(guān)鍵，要求學(xué)生能夠正確書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式．本題考查了亞鐵離子與氫氧根離子的反應(yīng)原理及現(xiàn)象，題目難度不大，注意掌握亞鐵離子、鐵離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，明確亞鐵離子與氫氧根離子的反應(yīng)現(xiàn)象是解答本題關(guān)鍵，要求學(xué)生能夠正確書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式．