Question

8．如圖是氧化沉淀法生產(chǎn)復(fù)印用高檔Fe₃O₄粉的部分工藝流程簡(jiǎn)圖．

（1）試劑X是NaOH（寫(xiě)化學(xué)式）．
（2）操作Y的名稱為過(guò)濾，該操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗等，玻璃棒在此操作中的主要作用是引流．
（3）硫酸與氧化鐵的反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H₂SO₄+Fe₂O₃=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（4）往鐵粉（含少量氧化鐵）中加入硫酸，除鐵、氧化鐵與硫酸發(fā)生反應(yīng)外，一定還發(fā)生其它反應(yīng)．作出這種判斷的依據(jù)是生成物只有一種．
（5）通入氧氣時(shí)的化學(xué)方程式是：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃（請(qǐng)補(bǔ)充完整）4Fe（OH）₂+2+O₂═4Fe（OH）₃，由沉淀獲得Fe₃O₄的過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂O，因此，通入氧氣時(shí)，必須控制“一定量”，其目的是防止氫氧化亞鐵被完全氧化成氫氧化鐵．
（6）取該實(shí)驗(yàn)中FeSO₄溶液100g，向其中滴加足量的NaOH溶液，測(cè)得Fe（OH）₂沉淀的質(zhì)量為4.05g，試計(jì)算：
①FeSO₄溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少（精確到0.01%）．
②最終得到產(chǎn)品四氧化三鐵質(zhì)量．（精確到0.01）

Answer 1

分析 由硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵和硫酸鈉可以得出試劑1為氫氧化鈉．將混合物中沉淀和溶液分開(kāi)的操作是過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)玻璃棒起引流的作用．酸與金屬氧化物發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．由我們初中知識(shí)可知往鐵粉（含少量氧化鐵）中加入硫酸，鐵、氧化鐵與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸鐵，但生成物中只有硫酸亞鐵，可見(jiàn)在里面一定還發(fā)生了我們并不知道的其它反應(yīng)．根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算．

解答 解：（1）FeSO₄與試劑1生成了Fe（OH）₂和Na₂SO₄，所以試劑1為氫氧化鈉；故答案為：NaOH； 
（2）將混合物中沉淀和溶液分開(kāi)的操作是過(guò)濾，該操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，過(guò)濾時(shí)玻璃棒起引流的作用；故答案為：過(guò)濾；漏斗；引流；  
（3）氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H₂SO₄+Fe₂O₃=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；故答案為：3H₂SO₄+Fe₂O₃=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（4）鐵、氧化鐵與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸鐵，但生成物中只有硫酸亞鐵，可見(jiàn)在里面一定還發(fā)生了我們并不知道的其它反應(yīng)．故答案為：生成物只有一種；
（5）根據(jù)氫氧化亞鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，所以化學(xué)方程式為4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃．故填：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃．
由沉淀獲得Fe₃O₄的過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂O，因此，通入氧氣時(shí)，必須控制“一定量”，其目的是防止氫氧化亞鐵被完全氧化成氫氧化鐵．故填：防止氫氧化亞鐵被完全氧化成氫氧化鐵．
（6）設(shè)硫酸亞鐵質(zhì)量為x，
FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓，
 152                                   90
  x                                    4.05g
$\frac{152}{90}=\frac{x}{4.05g}$
x=6.84g，
FeSO₄溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{6.84g}{100g}$×100%=6.84%，
設(shè)最終得到產(chǎn)品四氧化三鐵質(zhì)量為y，
由反應(yīng)過(guò)程可知，硫酸亞鐵中的鐵元素完全轉(zhuǎn)化到四氧化三鐵中，
根據(jù)題意有：6.84g×$\frac{56}{152}×100%$=y×$\frac{56×3}{232}×100%$
=3.48g，
答：FeSO₄溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是6.84%，最終得到產(chǎn)品四氧化三鐵質(zhì)量是3.48g．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)考查了流程圖型物質(zhì)的制備，由生成物可以判斷反應(yīng)物，同時(shí)也可以根據(jù)生成物的種類(lèi)，來(lái)判斷發(fā)生了幾個(gè)反應(yīng)，對(duì)于我們還沒(méi)有學(xué)過(guò)的反應(yīng)，不能認(rèn)為不存在．要結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)，靈活應(yīng)用，答案就會(huì)迎刃而解．