Question

（2009?松江區二模）復印機使用的墨粉主要成份是Fe₃O₄，如圖是氧化沉淀法生產Fe₃O₄的工藝：

已知：①工業綠礬中FeSO₄的含量為52.5%，其中的雜質不參與反應；
②Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃→Fe₃O₄?4H₂O
請回答下列問題：
（1）鐵的常見氧化物有

FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄

；
（2）Fe₃O₄與鹽酸反應的化學方程式是：

Fe₃O₄+8HCl→FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O

，檢驗反應后的溶液中含Fe³⁺的方法：

取待測液少許于試管中，加入適量的KSCN溶液，若溶液顯血紅色，則證明含Fe³⁺

；
（3）在工藝流程中，通入適量空氣“氧化”時的化學方程式是：

4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂→4Fe（OH）₃

；
（4）生產中可獲得的副產品是

Na₂SO₄?10H₂O

，提取該副產品的操作順序是：

bcdae

（填寫序號）
a．過濾    b．加熱濃縮    c．冷卻    d．結晶    e．洗滌
（5）在生產過程中，若工業綠礬的投料速率是12.16kg/h，為使產品較純，鼓入空氣的速率應為

0.784

m³/h（假設反應在標準狀態下進行，空氣中O₂占20%）．

Answer 1

分析：（1）鐵有三種常見的氧化物：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄；
（2）根據鐵元素的化合價+2、+3價寫出生成物的兩種金屬氯化物的化學式，然后再根據式子兩邊各元素的原子個數相等配平方程式，Fe³⁺與硫氰化鉀溶液反應，使溶液變紅色，據此解答；
（3）氫氧化亞鐵易被氧氣氧化；
（4）根據從硫酸鈉溶液中分離出硫酸鈉的方法分析操作過程；
（5）根據反應的化學方程式進行分析．

解答：解：（1）鐵有三種常見的氧化物：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄，故答案為：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄ 
（2）解此類型題，一是看清題中提供的有效信息，認真分析整合根據化合價寫出反應物、生成物的化學式；二是遵循質量守恒定律寫出相關的化學方程式，注意配平，配平時，遵循式子兩邊各元素的原子個數相等的原則反應的方程式為
Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，Fe³⁺與硫氰化鉀溶液反應，使溶液變紅色，所以檢驗是否含Fe³⁺離子的方法為：取少量待測液，向其中加入硫氰化鉀溶液，溶液變紅色，說明濾液中含Fe³⁺，溶液不變紅色，說明濾液中不含Fe³⁺，
故答案為：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，取待測液少許于試管中，加入適量的KSCN溶液，若溶液顯血紅色，則證明含Fe³⁺．
（3）Fe（OH）₂不穩定易被氧氣氧化為Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃
（4）氫氧化鈉和硫酸亞鐵溶液反應后生成氫氧化亞鐵和硫酸鈉，所以副產品是硫酸鈉，由硫酸鈉溶液變為失去結晶水的硫酸鈉的過程為：加熱濃縮，冷卻，結晶，過濾，洗滌．故答案為：Na₂SO₄?10H₂O（或芒硝，寫Na₂SO₄也可）；bcdae；
（5）鼓入的空氣應恰好與FeSO₄完全反應，12.16 kg工業綠礬中含FeSO₄的物質的量：

12160g×52.5%

152g/mol

=42mol
設鼓入空氣的速率應為Vm³/h 　　
根據：6 FeSO₄∽O₂∽2 Fe₃O₄
　    6mol    22.4L
      42mol   Vm³×10³L/m³×1/5
　　解得：V=0.784
故答案為：0.784

點評：本題是一道信息給與與生產實踐相關的題型，以含鐵的物質為基本出發點，引發出含鐵的氧化物的種類，混合物的分離方法，產品的制作流程．