Question

10．化學興趣小組的同學用廢棄的鐵屑和磁性氧化鐵來制取綠礬和硝酸鐵溶液．
（1）甲同學將沾滿油污的廢鐵屑放入100mL 3mol•L^-1的碳酸鈉溶液中加熱煮沸5分鐘，再用蒸餾水沖洗干凈，加入過量的稀硫酸，待燒杯中無固體剩余后，將溶液加熱濃縮，冷卻結晶得綠礬．
①將鐵屑放入碳酸鈉溶液中加熱煮沸的目的是除去鐵屑表面的油污．
②鐵屑加入稀硫酸開始時觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產生．
③濃縮溶液時需要的玻璃儀器是玻璃棒、酒精燈．
④你認為甲同學實驗中存在的問題是無鐵粉剩余，不能確定有無Fe³⁺，得到的綠礬可能不純．
（2）乙同學將一塊Fe₃O₄加入100mL稀硝酸中，發(fā)現(xiàn)有無色氣體生成．
①配平下列化學方程式：
3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）₃+1NO↑+14H₂O
②上述反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為3：1．
③檢驗產物中有無Fe²⁺的方法是取反應后的溶液滴1滴酸性高錳酸鉀溶液，若紫色褪去，說明有Fe²⁺，反之，則無．

Answer 1

分析 （1）①本實驗用的是沾滿油污的廢鐵屑，而碳酸鈉水解使溶液呈堿性，油污在堿性條件下能水解，據此答題；
②鐵與稀硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵；
③濃縮溶液就是將溶液中水份蒸發(fā)，可以根據蒸發(fā)裝置答題；
④廢棄的鐵屑中有可能有部分鐵被氧化成鐵離子，所以所得溶液中可能有鐵離子；
（2）①根據化合價升降配平化學方程式；
②化合價升高的產物為氧化產物，化合價降低的產物為還原產物，根據方程式答題；
③Fe²⁺具有還原性，可以將高錳酸鉀還原，使紫色褪去，據此答題．

解答 解：（1）①本實驗用的是沾滿油污的廢鐵屑，而碳酸鈉水解使溶液呈堿性，油污在堿性條件下能水解，升高溫度，水解程度增大，將鐵屑放入碳酸鈉溶液中加熱煮沸的目的是除去鐵屑表面的油污，
故答案為：除去鐵屑表面的油污；
②鐵與稀硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，鐵屑加入稀硫酸開始時觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產生，
故答案為：有氣泡產生；
③濃縮溶液就是將溶液中水份蒸發(fā)，蒸發(fā)裝置中用到的玻璃儀器有玻璃棒、酒精燈，
故答案為：玻璃棒、酒精燈；
④廢棄的鐵屑中有可能有部分鐵被氧化成鐵離子，所以所得溶液中可能有鐵離子，得到的綠礬不純，所以甲同學實驗中存在的問題是無鐵粉剩余，不能確定有無Fe³⁺，得到的綠礬可能不純，
故答案為：無鐵粉剩余，不能確定有無Fe³⁺，得到的綠礬可能不純；
（2）①在反應中，F(xiàn)e₃O₄中的部分鐵為+2價，反應后變化+3價，每摩爾Fe₃O₄升高1價，硝酸中的氮元素從+5價變?yōu)?2價，每摩爾HNO₃ 降3價，根據化合價升降總數(shù)相等可知，1mol硝酸可以氧化3molFe₃O₄，結合元素守恒可寫出化學方程式為3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）₃+1NO↑+14H₂O，
故答案為：3；28；9；1；14；
②化合價升高的產物為氧化產物，化合價降低的產物為還原產物，根據方程式3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）₃+1NO↑+14H₂O可知，1mol硝酸可以氧化3molFe₃O₄，所以反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為3：1，
故答案為：3：1；
③Fe²⁺具有還原性，可以將高錳酸鉀還原，使紫色褪去，檢驗產物中有無Fe²⁺的方法是取反應后的溶液滴1滴酸性高錳酸鉀溶液，若紫色褪去，說明有Fe²⁺，反之，則無，
故答案為：取反應后的溶液滴1滴酸性高錳酸鉀溶液，若紫色褪去，說明有Fe²⁺，反之，則無．

點評 本題考查物質的含量測定，側重于學生的分析能力、計算能力和實驗能力的考查，題目難度不大，注意把握相關實驗基本方法和注意事項．