Question

【題目】同學(xué)們對(duì)四氧化三鐵產(chǎn)生了興趣，從參考資料中找到氧化沉淀法生產(chǎn)復(fù)印用高檔四氧化三鐵粉的工藝流程簡(jiǎn)圖。

[生產(chǎn)流程]

[查閱資料]

資料一：硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度如下表所示：

資料二：氫氧化亞鐵受氧氣氧化反應(yīng)原理為4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3

資料三：獲得四氧化三鐵的反應(yīng)原理為Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O

[問題討論]

(1)溶解時(shí)，用50℃至80℃的熱水目的是______________。

(2)寫出加入適量氫氧化鈉溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

(3)上述過程中，要控制“通一定量空氣”的目的是____________。

(4)要使四氧化三鐵的產(chǎn)率最高，則上述流程中產(chǎn)生的氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的最佳質(zhì)量比為___。

(5)副產(chǎn)品P是硫酸鈉，由溶液N獲得該副產(chǎn)品的操作順序是b→______→______→d。

a．過濾b．加熱濃縮c．冷卻結(jié)晶d．晶體加熱至完全失去結(jié)晶水

Answer 1

【答案】在50 ℃～80 ℃時(shí)，硫酸亞鐵的溶解度較大，有利于溶解的更多，提高產(chǎn)率 2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4 防止氫氧化亞鐵完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵 90∶214(或45∶107) c a

【解析】

根據(jù)工藝流程圖及題干信息中溫度與溶解度間的關(guān)系分析解答；根據(jù)物質(zhì)信息分析書寫相關(guān)反應(yīng)方程式；根據(jù)硫酸鈉的物理性質(zhì)分析從溶液中得到硫酸鈉的操作順序。

（1）根據(jù)圖表中的信息可知，在50 ℃至80℃的熱水中，硫酸亞鐵的溶解度較大，利于溶解更多的硫酸亞鐵，提高產(chǎn)率，故答案為：在50 ℃～80 ℃時(shí)，硫酸亞鐵的溶解度較大，有利于溶解的更多，提高產(chǎn)率；

（2）氫氧化鈉和硫酸亞鐵反應(yīng)生成氫氧化亞鐵和硫酸鈉，反應(yīng)方程式為：2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4；

（3）上述過程中，要控制“通一定量空氣”的目的是控制氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵的量，故答案為：防止氫氧化亞鐵完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵；

（4）要使四氧化三鐵的產(chǎn)率最高，上述流程中產(chǎn)生的氫氧化亞鐵與氫氧化鐵的物質(zhì)的量之比為1∶2，最佳質(zhì)量比為90∶214(或45∶107)；

（5）根據(jù)硫酸鈉晶體的溶解度隨溫度的升高而增大，采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法，再過濾，晶體加熱至完全失去結(jié)晶水，得到硫酸鈉，故答案為：c；a。