Question

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．從廢液中提純并結晶出FeSO₄?7H₂O．
Ⅱ．將FeSO₄?7H₂O配制成溶液．
Ⅲ．FeSO₄溶液與稍過量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含F(xiàn)eCO₃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⁺，該反應的離子方程式是

 

．
（2）Ⅱ中，需加一定量酸，該酸最好是

 

．運用化學平衡原理簡述該酸的作用

 

．
（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，該變化的化學方程式是

 

．
（4）Ⅳ中，通過檢驗S

O

2- 4

來判斷沉淀是否洗滌干凈，檢驗S

O

2- 4

的操作是

 

．
（5）已知煅燒FeCO₃的化學方程式是4FeCO₃+O₂

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Fe₂O₃的質(zhì)量是

 

kg．（摩爾質(zhì)量/g?mol^-1：FeCO₃ 116Fe₂O₃ 160FeO 72）

Answer 1

分析：（1）利用鐵的還原性，同時不引入新的雜質(zhì)；
（2）運用水解原理，同時不引入新的雜質(zhì)；
（3）+2價的鐵具有還原性，容易被氧化；
（4）用可溶性鋇鹽檢驗硫酸根離子；
（5）結合方程式進行相關計算．

解答：解：（1）鐵屑與Fe³⁺發(fā)生氧化還原反應，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=

288

160

，故Fe₂O₃的質(zhì)量為：160×

288

160

=288.0kg，故答案為：288.0．

點評：離子方程式的書寫是高考不變的一個題型，每年高考必考，是熱點題型．本題還涉及了化學平衡和化學方程式的計算，題目難度不大．