Question

15．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)晶處FeSO₄•7H₂O．
Ⅱ．將FeSO₄溶液與稍過(guò)量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含F(xiàn)eCO₃的濁液
Ⅲ．將濁液過(guò)濾，用90°C熱水洗滌沉淀，干燥后得到FeCO₃固體
Ⅳ．煅燒FeCO₃，得到Fe₂O₃固體
已知：NH₄HCO在熱水中分解
（1）I中，加足量的鐵屑出去廢液中的Fe³⁺，該反應(yīng)的離子方程式是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
（2）Ⅲ中，生成FeCO₃的離子方程式是Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O．若FeCO₃濁液長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，該變化的化學(xué)方程式是4FeCO₃+O₂+6H₂O=4CO₂↑+4Fe（OH）₃．
（3）Ⅵ中，通過(guò)檢驗(yàn)SO${\;}_{4}^{2-}$來(lái)判斷沉淀是否洗滌干凈．檢驗(yàn)SO${\;}_{4}^{2-}$操作是取少量洗滌后的試液放入試管中，滴加酸化的氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈
（4）已知煅燒FeCO₃的化學(xué)方程式是FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，現(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Fe₂CO₃的質(zhì)量是288.0kg（摩爾質(zhì)量/g•mol^-1：FeCO₃-116  Fe₂CO₃-160   F_EO-72）

Answer 1

分析 （1）Fe可以和三價(jià)鐵反應(yīng)生成亞鐵離子；
（2）亞鐵離子和碳酸氫根離子相互促進(jìn)水解生成碳酸亞鐵和二氧化碳，亞鐵離子易被氧氣氧化為三價(jià)鐵；
（3）根據(jù)硫酸根離子可以和鋇離子反應(yīng)生成不溶于硝酸的白色沉淀來(lái)檢驗(yàn)硫酸根離子；
（4）根據(jù)含鐵元素物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）Fe可以和三價(jià)鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，即Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（2）FeSO₄溶液與稍過(guò)量的NH₄HCO₃溶液混合，亞鐵離子和碳酸氫根離子雙水解生成碳酸亞鐵和二氧化碳，即Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O，生成的碳酸亞鐵中，亞鐵離子易被氧氣氧化為三價(jià)鐵，即4FeCO₃+O₂+6H₂O=4CO₂↑+4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O；4FeCO₃+O₂+6H₂O=4CO₂↑+4Fe（OH）₃；
（3）硫酸根離子可以和鋇離子反應(yīng)生成不溶于硝酸的白色沉淀，檢驗(yàn)硫酸根是否存在可以驗(yàn)證沉淀是否洗凈，具體做法是：少量洗滌后的試液放入試管中，滴加酸化的氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈，
故答案為：取少量洗滌后的試液放入試管中，滴加酸化的氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈；
（4）假設(shè)Fe₂O₃物質(zhì)的量為x mol，F(xiàn)eO的物質(zhì)的量為y mol，那么滿足：160x+72y=316800；（2x+y）×116=464000，解得x=1800mol，所以產(chǎn)物中Fe₂O₃的質(zhì)量160g/mol×1800mol=288000g=288kg，
故答案為：288.0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生鐵元素的不同價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，難度較大．