Question

氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問題：
（1）操作Ⅰ的名稱是

 

，操作Ⅱ的名稱為

 

（2）Na₂CO₃溶液可以除油污，原因是（用離子方程式表示）

 

（3）所加稀硫酸要足量，除了保證鐵屑充分反應(yīng)外，還有其它作用，運用化學(xué)平衡原理簡述該酸的作用

 

．
（4）FeSO₄溶液與稍過量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含F(xiàn)eCO₃的濁液，并放出氣體．請完成生成FeCO₃沉淀的離子方程式

 

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

 

．
（5）有些同學(xué)認(rèn)為KMnO₄溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測定：
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
①用稀硫酸或稀鹽酸來酸化KMnO₄溶液，哪種酸更好？

 

②某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式，最合理的是

 

．（夾持部分略去）（填字母序號）

③判斷滴定終點的依據(jù)是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：鐵屑用純堿溶液洗去油污，加稀硫酸充分反應(yīng)，過濾，在濾液中稍過量的碳酸氫銨溶液，亞鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和二氧化碳、水，過濾、洗滌、干燥得到碳酸亞鐵固體，碳酸亞鐵煅燒得到氧化鐵；
（1）操作Ⅰ是分離固體和液體混合物的方法；操作Ⅱ的名稱是洗滌沉淀；
（2）Na₂CO₃在溶液中水解顯堿性；
（3）亞鐵離子水解顯酸性，加過量硫酸能抑制水解；
（4）亞鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和二氧化碳、水；FeCO₃與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵和二氧化碳；
（5）①鹽酸能被高錳酸鉀氧化；
②高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，盛放在酸式滴定管中；
③高錳酸鉀為紫色，當(dāng)?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應(yīng)，溶液的顏色變淺紫紅色．

解答： 解：鐵屑用純堿溶液洗去油污，加稀硫酸充分反應(yīng)，過濾，在濾液中稍過量的碳酸氫銨溶液，亞鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和二氧化碳、水，過濾、洗滌、干燥得到碳酸亞鐵固體，碳酸亞鐵煅燒得到氧化鐵；
（1）操作Ⅰ是分離固體和液體混合物的方法，其操作為過濾；操作Ⅱ過濾后的操作，為洗滌沉淀，故答案為：過濾；洗滌；
（2）Na₂CO₃在溶液中水解顯堿性，能夠洗去鐵屑上的油污，其水解離子方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（3）所加稀硫酸要足量，除了保證鐵屑充分反應(yīng)外，由于亞鐵離子水解顯酸性，加過量硫酸，增大H⁺濃度，使Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺的平衡向逆反應(yīng)方向移動，從而抑制Fe²⁺的水解；
故答案為：增大H⁺濃度，使Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺的平衡向逆反應(yīng)方向移動，從而抑制Fe²⁺的水解；
（4）亞鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和二氧化碳、水，其反應(yīng)的離子方程式為：Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
FeCO₃與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵和二氧化碳，其化學(xué)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；
（5）①鹽酸能被高錳酸鉀氧化，所以不能用鹽酸酸化高錳酸鉀，應(yīng)該選稀硫酸，故答案為：稀硫酸；
②該實驗中，用高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子，高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，盛放在酸式滴定管中，故b正確；故答案為：b；
③高錳酸鉀為紫色，當(dāng)?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應(yīng)，溶液的顏色變淺紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明達(dá)到滴定終點；
故答案為：滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液恰好由無色變淺紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色．

點評：本題考查學(xué)生對實驗原理與實驗操作的理解、物質(zhì)分離提純、元素化合物性質(zhì)、氧化還原滴定應(yīng)用等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．