Question

20．某學校研究性學習小組，以一工廠生產過程中產生的廢棄物“紅色鐵泥”為研究對象，探究紅色物質的成分，請你參與他們的活動．
【小組討論】
甲觀點：紅色物質是銅．              
乙觀點：紅色物質是氧化鐵．
丙觀點：紅色物質是氫氧化鐵．        
丁觀點：紅色物質是氧化鐵和氫氧化鐵的混合物．
【查閱資料】
該廠“紅色鐵泥”主要是生產過程中使用鐵觸媒（一種催化劑）后的廢棄物，除紅色物質外，還含有通常不與酸、堿和氧氣反應的物質．氫氧化鐵受熱易分解
【提出假設】?
乙、丙、丁三種觀點存在合理性．
【實驗驗證】
Ⅰ取適量“紅色鐵泥”曬干，稱量其質量為m₁克；
Ⅱ將“紅色鐵泥”置于坩堝中充分加熱并在干燥器中冷卻后，稱量其質量為m₂克．
請回答下列問題：
（1）當m₁=m₂時，則紅色物質為氧化鐵．
（2）當m₁＞m₂＞160m₁/214時，則“紅色鐵泥”中一定含有氧化鐵嗎？不一定（填寫“一定”或“不一定”），理由是“紅色鐵泥”有可能含有其他不溶性或受熱不分解的雜質．
（3）假定“紅色鐵泥物質是氫氧化鐵”，請寫出回收“紅色鐵泥”中的鐵元素制得“鐵紅”（化學式為Fe₂O₃，是紅色油漆的重要原料）過程中的化學反應最少需要3（填數字）次．

Answer 1

分析 根據題干提供的信息，該廢棄物除雜質外可能還含有銅、氧化鐵、氫氧化鐵或氧化鐵和氫氧化鐵的混合物，
Fe（OH）₃、Fe₂O₃，Fe（OH）₃難溶于水，受熱發生分解反應而導致固體質量減少，加熱后固體質量是否增加是確定是否含有氫氧化鐵的標志，銅加熱生成氧化銅，固體質量增加，加熱后固體質量是否增加定固體是否為銅，氧化鐵加熱質量沒有變化．

解答 解：（1）由于紅色物質加熱質量不變，故該物質不可能是銅或氫氧化鐵，只能是氧化鐵，所以當m₁=m₂時，紅色物質為氧化鐵；
（2）氫氧化鐵加熱后生成氧化鐵和水，固體質量減少，當m₁＞m₂時，“紅色鐵泥”中一定含有氫氧化鐵，
假設全部為氫氧化鐵，
2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O
214          160
m₁           m₂ m₂=160m₁/214   
因為m₁＞m₂＞160m₁/214，所以“紅色鐵泥”中不全是氫氧化鐵，但不一定有氧化鐵，有可能含有其他不溶性或受熱不分解的雜質；
（3）回收“紅色鐵泥”中的鐵元素制得“鐵紅”需要將氫氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水，之后氯化鐵與氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉，最后氫氧化鈉加熱生成氧化鐵和水，化學方程式為：①Fe（OH）₃+3HCl=FeCl₃+3H₂O，②FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl，③2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
故答案為：（1）氧化鐵（Fe₂O₃）．
（2）不一定，“紅色鐵泥”有可能含有其他不溶性或受熱不分解的雜質．
（3）3．

點評 本題是一種開放性試題，解題時一定要找準角度，完成此題，可以依據已有的知識進行．