Question

12．氧化鐵俗稱鐵紅，可用于水泥制件、橡膠制品、塑料制品的著色，在工業(yè)上有廣泛的用途，某工廠采用生產(chǎn)欽白粉的下腳料（含大量FeSO₄的廢液）為原料來制備氧化鐵．

已知煅燒過程中的化學反應方程式為：FeCO₃→FeO+CO₂↑，4FeO+O₂→2Fe₂O₃
（1）用98%的H₂SO₄配制20%的H₂SO₄，所需玻璃儀器除量筒外還有BD
A．容量瓶    B．燒杯    C．燒瓶    D．玻璃棒
（2）向下腳料廢液中加入鐵皮的作用是（用有關(guān)的離子方程式表示）2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺
（3）加入20%H₂SO₄的作用是抑制Fe²⁺的水解
（4）濃縮結(jié)晶后得到的晶體是FeSO₄•7H₂O （填化學式），A中所含的離子除H⁺、OH^-、NH₄⁺外，還含有大量的SO₄^2-，檢驗該離子的方法是加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，表示溶液中含有硫酸根．
（5）寫出步驟“合成”中發(fā)生的化學變化（用化學方程式表示）FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（ NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的方法解答；
（2）下腳料中含有硫酸亞鐵，向稀硫酸、鐵片發(fā)生反應生成硫酸亞鐵；
（3）硫酸亞鐵為強酸弱堿鹽，水解顯酸性；
（4）下腳料中含有硫酸亞鐵，向稀硫酸、鐵片發(fā)生反應生成硫酸亞鐵，且稀硫酸能抑制硫酸亞鐵水解，然后向溶液中加入絮凝劑和水，得到吸附雜質(zhì)的絮凝劑，然后過濾得到濾液，濃縮結(jié)晶濾液，得到FeSO₄•7H₂O，然后向溶液中加入碳酸氫銨，發(fā)生的反應為FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（ NH₄）₂ SO₄+CO₂↑+H₂O，然后洗滌過濾得到A，濾液A為（NH₄）₂ SO₄，根據(jù)硫酸根離子的檢驗方法檢驗；
（5）硫酸亞鐵與 碳酸氫銨反應生成碳酸鐵、硫酸銨和二氧化碳、水．

解答 解：（1）配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)溶液的方法是：計算、稱量、溶解，用到的儀器有：燒杯、玻璃棒，故選：BD；
（2）下腳料中含有硫酸亞鐵，向稀硫酸、鐵片發(fā)生反應生成硫酸亞鐵，離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）硫酸亞鐵為強酸弱堿鹽，水解顯酸性，所以要保存硫酸亞鐵不變質(zhì)，應加入硫酸，硫酸作用是抑制Fe²⁺的水解，故答案為：抑制Fe²⁺的水解；
（4）下腳料中含有硫酸亞鐵，向稀硫酸、鐵片發(fā)生反應生成硫酸亞鐵，且稀硫酸能抑制硫酸亞鐵水解，然后向溶液中加入絮凝劑和水，得到吸附雜質(zhì)的絮凝劑，然后過濾得到濾液，濃縮結(jié)晶濾液，得到FeSO₄•7H₂O，然后向溶液中加入碳酸氫銨，發(fā)生的反應為FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（ NH₄）₂ SO₄+CO₂↑+H₂O，然后洗滌過濾得到A，濾液A為（NH₄）₂ SO₄，硫酸根離子的檢驗方法是：加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，表示溶液中含有硫酸根，故答案為：FeSO₄•7H₂O；SO₄^2-；加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，表示溶液中含有硫酸根；
（5）硫酸亞鐵與 碳酸氫銨反應生成碳酸鐵、硫酸銨和二氧化碳、水，化學方程式：FeSO₄+2NH₄HCO₃→FeCO₃↓+（ NH₄）₂ SO₄+CO₂↑+H₂O；
故答案為：FeSO₄+2NH₄HCO₃→FeCO₃↓+（ NH₄）₂ SO₄+CO₂↑+H₂O．

點評 本題通過氧化鐵的制備為載體考查了化學方程式的書寫、離子濃度大小比較、鹽類水解的應用，題目難度中等．