Question

【題目】以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下(部分操作和條件略)：

Ⅰ.從廢液中提純并結(jié)晶出FeSO47H2O。

Ⅱ.將FeSO47H2O配制成溶液。

Ⅲ.FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的濁液。

Ⅳ.將濁液過濾，用90℃熱水洗滌沉淀，干燥后得到FeCO3固體。

Ⅴ.煅燒FeCO3，得到Fe2O3固體。

已知：NH4HCO3在熱水中分解。

(1)Ⅰ中，加足量的鐵屑除去廢液中的Fe3+，該反應(yīng)的離子方程式是_________________。

(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸。運用化學(xué)平衡原理簡述硫酸的作用_____________。

(3)Ⅲ中，生成FeCO3的離子方程式是_____________。若FeCO3濁液長時間暴露在空氣中，會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，該變化的化學(xué)方程式是_____________。

(4)Ⅳ中，通過檢驗SO42-來判斷沉淀是否洗滌干凈。檢驗SO42-的操作是_____________。

(5)已知煅燒FeCO3的化學(xué)方程式是4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2�，F(xiàn)煅燒464.0kg的FeCO3,得到316.8kg產(chǎn)品。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有FeO，則該產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量是_________kg。(摩爾質(zhì)量/gmol-1:FeCO3116Fe2O3160FeO72)

Answer 1

【答案】

(1)Fe+2Fe3+＝2Fe2+；(2)加入硫酸，H+濃度增大，使Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反應(yīng)方向移動，從而抑制FeSO4的水解

(3)Fe2++2HCO3-＝FeCO3↓+H2O+CO2↑4FeCO3+6H2O+O2＝4Fe(OH)3↓+4CO2

(4)取少量洗滌后的濾液放入試管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈

(5)288.0

【解析】

試題分析：(1)鐵屑與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案為：Fe+2Fe3+=3Fe2+；

(2)獲得FeSO4溶液，故最好選用硫酸，不會引入新的雜質(zhì)；加入硫酸，增大氫離子濃度，使Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+的平衡向左移動，從而抑制Fe2+的水解；故答案為：硫酸；加入硫酸，增大氫離子濃度，使Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+的平衡向左移動，從而抑制Fe2+的水解；

(3)FeSO4溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)生成FeCO3的方程式為：Fe2++2HCO3-=FeCO3+CO2↑+H2O，+2價的鐵具有還原性，故FeCO3濁液在空氣中容易被氧化生成氫氧化鐵，方程式為：4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2，故答案為：Fe2++2HCO3-=FeCO3+CO2↑+H2O；4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2；

(4)檢驗硫酸根離子的方法是：取少量洗滌后的溶液于試管中，滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀洗滌干凈，故答案為：取少量洗滌后的溶液于試管中，滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀洗滌干凈；

(5)464.0kg的FeCO3的物質(zhì)的量為464.0kg÷116g/mol=4kmol，設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為xkmol，F(xiàn)eO的物質(zhì)的量為ykmol，根據(jù)鐵守恒和混合物的質(zhì)量可知2x+y=4，160x+72y=316.8，解得：x=，故Fe2O3的質(zhì)量為：160×=288.0kg，故答案為：288.0。