Question

（2009?北京）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：NH₄HC0₃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

Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

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

加入硫酸，氫離子濃度增大，使得水解平衡Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺逆向移動，從而抑制硫酸亞鐵的水解

．
（3）Ⅲ中，生成FeCO₃的離子方程式是

Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O

．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

4FeCO₃+O₂+6H₂O=4CO₂↑+4Fe（OH）₃

．
（4）IV中，通過檢驗(yàn)SO₄^2-來判斷沉淀是否洗滌干凈．檢驗(yàn)SO₄²的操作是

取少量洗滌后的試液放入試管中，滴加酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈

．
（5）已知煅燒FeCO₃的化學(xué)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

288.0

Kg．（摩爾質(zhì)量/g?mol^-1：FeC0₃ 116   Fe₂0₃ 160   Fe0 72）

Answer 1

分析：（1）Fe可以和三價鐵反應(yīng)生成亞鐵離子；
（2）FeSO₄?7H₂O配制成溶液的過程中，亞鐵離子易水解，根據(jù)平衡移動原理來分析；
（3）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鐵；
（4）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檢驗(yàn)硫酸根離子；
（5）根據(jù)含鐵元素物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系來計算．

解答：解：（1）Fe可以和三價鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，即Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（2）FeSO₄?7H₂O配制成溶液的過程中，亞鐵離子易水解，F(xiàn)e²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，加入硫酸配制可以使得化學(xué)平衡逆向移動，抑制水解，故答案為：入硫酸，氫離子濃度增大，使得水解平衡Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺逆向移動，從而抑制硫酸亞鐵的水解；
（3）FeSO₄溶液與稍過量的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；
（4）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，若無白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈；
（5）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：288.0kg．

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