Question

20．某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組，以一工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物“紅色鐵泥”為研究對(duì)象，探究紅色物質(zhì)的成分，請(qǐng)你參與他們的活動(dòng)．
【小組討論】
甲觀點(diǎn)：紅色物質(zhì)是銅．              
乙觀點(diǎn)：紅色物質(zhì)是氧化鐵．
丙觀點(diǎn)：紅色物質(zhì)是氫氧化鐵．        
丁觀點(diǎn)：紅色物質(zhì)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(chǎn)過程中使用鐵觸媒（一種催化劑）后的廢棄物，除紅色物質(zhì)外，還含有通常不與酸、堿和氧氣反應(yīng)的物質(zhì)．氫氧化鐵受熱易分解
【提出假設(shè)】?
乙、丙、丁三種觀點(diǎn)存在合理性．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
Ⅰ取適量“紅色鐵泥”曬干，稱量其質(zhì)量為m₁克；
Ⅱ?qū)ⅰ凹t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(zhì)量為m₂克．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）當(dāng)m₁=m₂時(shí)，則紅色物質(zhì)為氧化鐵．
（2）當(dāng)m₁＞m₂＞160m₁/214時(shí)，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(zhì)．
（3）假定“紅色鐵泥物質(zhì)是氫氧化鐵”，請(qǐng)寫出回收“紅色鐵泥”中的鐵元素制得“鐵紅”（化學(xué)式為Fe₂O₃，是紅色油漆的重要原料）過程中的化學(xué)反應(yīng)最少需要3（填數(shù)字）次．

Answer 1

分析 根據(jù)題干提供的信息，該廢棄物除雜質(zhì)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，F(xiàn)e（OH）₃難溶于水，受熱發(fā)生分解反應(yīng)而導(dǎo)致固體質(zhì)量減少，加熱后固體質(zhì)量是否增加是確定是否含有氫氧化鐵的標(biāo)志，銅加熱生成氧化銅，固體質(zhì)量增加，加熱后固體質(zhì)量是否增加定固體是否為銅，氧化鐵加熱質(zhì)量沒有變化．

解答 解：（1）由于紅色物質(zhì)加熱質(zhì)量不變，故該物質(zhì)不可能是銅或氫氧化鐵，只能是氧化鐵，所以當(dāng)m₁=m₂時(shí)，紅色物質(zhì)為氧化鐵；
（2）氫氧化鐵加熱后生成氧化鐵和水，固體質(zhì)量減少，當(dāng)m₁＞m₂時(shí)，“紅色鐵泥”中一定含有氫氧化鐵，
假設(shè)全部為氫氧化鐵，
2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O
214          160
m₁           m₂ m₂=160m₁/214   
因?yàn)閙₁＞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(zhì)；
（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(yīng)生成氯化鐵和水，之后氯化鐵與氫氧化鈉反應(yīng)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(xué)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(zhì)．
（3）3．

點(diǎn)評(píng) 本題是一種開放性試題，解題時(shí)一定要找準(zhǔn)角度，完成此題，可以依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行．