Question

16．用廢鐵屑（含F(xiàn)e₂O₃、油污、碳及少量不溶于酸堿的雜質(zhì)）制取鐵紅的流程如圖，回答下列問(wèn)題：
（1）濁液B中一定含有常見的難溶物C（填化學(xué)式），熱堿液的作用除去油污；
（2）溶液C加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂0；
操作II由濁液E得到80.0g Fe₂O₃按操作順序應(yīng)為：CED→冷卻→稱量；（選擇合適的選項(xiàng)）
A．蒸發(fā)      B．烘干     C．過(guò)濾      D．灼燒      E．洗滌
（3）在C溶液加入H₂O₂，加熱一段時(shí)間后，檢驗(yàn)Fe²⁺已經(jīng)反應(yīng)完全的試劑是D；
A．氯水     B．KSCN溶液    C．NaOH溶液    D．KMnO₄酸性溶液．
（4）已知：常溫下，Ksp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38；則濁液E中Fe³⁺的物質(zhì)的量濃度是4.0×10^-8mol/L；
（5）若原鐵屑質(zhì)量100.0g，含鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%，得到鐵紅80.0g，則鐵屑中鐵的利用率為80%．

Answer 1

分析 用廢鐵屑（含F(xiàn)e₂O₃、油污、碳及少量不溶于酸堿的雜質(zhì)）加入熱堿去油污水洗，加入硫酸，鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；碳和不溶于酸堿的物質(zhì)不反應(yīng)，過(guò)濾后除去不溶性物質(zhì)，濾液C中含鐵離子、亞鐵離子；加入過(guò)氧化氫溶液把亞鐵離子氧化成鐵離子，加入氨水生成氫氧化鐵沉淀，沉淀過(guò)濾、洗滌、灼燒、冷卻后稱量、再灼燒、冷卻稱量直到質(zhì)量不變得純凈氧化鐵．
（1）廢鐵屑中碳和不溶于酸堿物質(zhì)不與硫酸反應(yīng)；熱堿去油污能力強(qiáng)；
（2）溶液C中含亞鐵離子可被過(guò)氧化氫氧化成鐵離子；由濁液到沉淀需過(guò)濾、洗滌，氫氧化鐵到氧化鐵需灼燒；
（3）亞鐵離子變質(zhì)生成鐵離子，應(yīng)檢驗(yàn)是否存在亞鐵離子；
（4）根據(jù)流程圖可知溶液的pH=4，根據(jù)Ksp[Fe（OH）₃]和溶液中氫氧根離子的濃度計(jì)算c（Fe³⁺）；
（5）根據(jù)鐵守恒計(jì)算，2Fe～Fe₂O₃．

解答 解：（1）廢鐵屑中碳和不溶于酸堿物質(zhì)不與硫酸反應(yīng)；油污在堿性條件下發(fā)生水解生成易溶于水的物質(zhì)，熱堿去油污能力強(qiáng)，通常用Na₂CO₃，Na₂CO₃溶液中存在水解離子反應(yīng)為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，熱堿水解程度大，溶液呈堿性較強(qiáng)，
故答案為：C；除去油污；
（2）溶液C中含亞鐵離子可被過(guò)氧化氫氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂0；分離不溶性固體和溶液采取過(guò)濾方法；由濁液到沉淀需過(guò)濾、洗滌，氫氧化鐵到氧化鐵需灼燒、冷卻稱量、再灼燒、冷卻再稱量，直到兩次稱量差不變，記錄氧化鐵的質(zhì)量為80.0g；
故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂0；CED；
（3）亞鐵離子變質(zhì)生成鐵離子，要檢驗(yàn)是否完全變質(zhì)，應(yīng)檢驗(yàn)是否存在亞鐵離子；應(yīng)選用高錳酸鉀，看高錳酸鉀是否褪色．具體步驟為：取少量C溶液，滴加幾滴高錳酸鉀，用力震蕩，若高錳酸鉀無(wú)變化，證明無(wú)亞鐵離子，亞鐵離子完全變質(zhì)，若高錳酸鉀褪色，證明亞鐵離子部分未完全變質(zhì)；
故答案為：D；
（4）已知溶液的pH=4，則c（H⁺）=10^-4mol/L，c（OH^-）=10^-10mol/L，Ksp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38=c（Fe³⁺）×c³（OH^-），所以c（Fe³⁺）=4.0×10^-8mol/L；
故答案為：4.0×10^-8mol/L；
（5）2Fe～Fe₂O₃
     112   160
100.0g×70%  m
m=$\frac{100.0g×70%×160}{112}$=100.0g，鐵屑中鐵的利用率為：$\frac{80.0g}{100.0g}$=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了由廢鐵屑制取鐵紅的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，中等難度，注意圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕忸}，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，誤認(rèn)為得檢驗(yàn)鐵離子錯(cuò)選硫氰化鉀溶液，或用氯水和硫氰化鉀溶液，不清楚溶液中鐵離子會(huì)干擾亞鐵離子檢驗(yàn)．