Question

復(fù)印機(jī)使用的墨粉主要成份是Fe₃O₄，如圖是氧化沉淀法生產(chǎn)Fe₃O₄的工藝：

已知：①工業(yè)綠礬中FeSO₄的含量為52.5%，其中的雜質(zhì)不參與反應(yīng)；
②Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃→Fe₃O₄?4H₂O
請(qǐng)回答下列問題：
（1）鐵的常見氧化物有______；
（2）Fe₃O₄與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是：______，檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中含F(xiàn)e³⁺的方法：______；
（3）在工藝流程中，通入適量空氣“氧化”時(shí)的化學(xué)方程式是：______；
（4）生產(chǎn)中可獲得的副產(chǎn)品是______，提取該副產(chǎn)品的操作順序是：______（填寫序號(hào)）
a．過濾　　b．加熱濃縮　　c．冷卻　　d．結(jié)晶　　e．洗滌
（5）在生產(chǎn)過程中，若工業(yè)綠礬的投料速率是12.16kg/h，為使產(chǎn)品較純，鼓入空氣的速率應(yīng)為______m³/h（假設(shè)反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行，空氣中O₂占20%）．

Answer 1

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(rèn)真分析整合根據(jù)化合價(jià)寫出反應(yīng)物、生成物的化學(xué)式；二是遵循質(zhì)量守恒定律寫出相關(guān)的化學(xué)方程式，注意配平，配平時(shí)，遵循式子兩邊各元素的原子個(gè)數(shù)相等的原則反應(yīng)的方程式為
Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，F(xiàn)e³⁺與硫氰化鉀溶液反應(yīng)，使溶液變紅色，所以檢驗(yàn)是否含F(xiàn)e³⁺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F(xiàn)e³⁺，溶液不變紅色，說明濾液中不含F(xiàn)e³⁺，
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F(xiàn)e³⁺．
（3）Fe（OH）₂不穩(wěn)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(yīng)后生成氫氧化亞鐵和硫酸鈉，所以副產(chǎn)品是硫酸鈉，由硫酸鈉溶液變?yōu)槭�去結(jié)晶水的硫酸鈉的過程為：加熱濃縮，冷卻，結(jié)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(yīng)恰好與FeSO₄完全反應(yīng)，12.16 kg工業(yè)綠礬中含F(xiàn)eSO₄的物質(zhì)的量：=42mol
設(shè)鼓入空氣的速率應(yīng)為Vm³/h 　　
根據(jù)：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
分析：（1）鐵有三種常見的氧化物：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄；
（2）根據(jù)鐵元素的化合價(jià)+2、+3價(jià)寫出生成物的兩種金屬氯化物的化學(xué)式，然后再根據(jù)式子兩邊各元素的原子個(gè)數(shù)相等配平方程式，F(xiàn)e³⁺與硫氰化鉀溶液反應(yīng)，使溶液變紅色，據(jù)此解答；
（3）氫氧化亞鐵易被氧氣氧化；
（4）根據(jù)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(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行分析．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道信息給與與生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的題型，以含鐵的物質(zhì)為基本出發(fā)點(diǎn)，引發(fā)出含鐵的氧化物的種類，混合物的分離方法，產(chǎn)品的制作流程．