Question

9．如圖是氧化沉淀法生產(chǎn)復(fù)印用高檔Fe₃O₄粉的工藝流程簡(jiǎn)圖，根據(jù)要求回答問題．
資料卡：通空氣時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，由沉淀獲得Fe₃O₄的過程中發(fā)生的反應(yīng)為Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂O．

（1）流程中通入一定量空氣后進(jìn)行的操作A為過濾，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該操作要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗．
（2）副產(chǎn)品P是Na₂SO₄（填化學(xué)式）．由溶液N獲得該副產(chǎn)品的操作順序是b→c→a→d．（填序號(hào)）
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
（3）流程中控制“一定量空氣”的目的是控制Fe（OH）₂的轉(zhuǎn)化量．
從后續(xù)反應(yīng)過程來看，若要使原料不浪費(fèi)，往FeSO₄溶液中加入適量NaOH溶液和一定量空氣時(shí)，應(yīng)控制mFeSO₄：mNaOH：mO₂=57：30：2．（最簡(jiǎn)整數(shù)比）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過濾可以將不溶性固體和溶液分離，以及過濾操作需要的儀器進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)氫氧化鈉與硫酸亞鐵反應(yīng)的生成物來判斷副產(chǎn)品，以及冷卻熱飽和溶液的過程考慮操作順序進(jìn)行分析；
（3）如果氧氣過多會(huì)把氫氧化亞鐵全部氧化，就得不到四氧化三鐵了；
根據(jù)硫酸亞鐵溶液、氫氧化鈉和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀、氫氧化亞鐵沉淀和硫酸鈉，寫出化學(xué)方程式，再分析三種物質(zhì)的質(zhì)量比．

解答 解：（1）通過操作A得到了氫氧化鐵沉淀、氫氧化亞鐵沉淀和溶液N，所以操作A是過濾，過濾需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；
（2）氫氧化鈉與硫酸亞鐵反應(yīng)的生成物是氫氧化亞鐵與硫酸鈉，因?yàn)闅溲趸瘉嗚F屬于另一反應(yīng)的反應(yīng)物了所以副產(chǎn)品是硫酸鈉，化學(xué)式為：Na₂SO₄，冷卻熱飽和溶液 的過程是先加熱，再降溫，析出晶體后過濾再通過加熱除去結(jié)晶水即可，所以操作順序是b→c→a→d；
（3）通過反應(yīng)Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃?Fe₃O₄+4H₂O可知Fe（OH）₂和Fe（OH）₃都是反應(yīng)物，如果不控制“一定量空氣”氧氣過多會(huì)把氫氧化亞鐵全部氧化，就得不到四氧化三鐵了；
硫酸亞鐵溶液、氫氧化鈉和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀、氫氧化亞鐵沉淀和硫酸鈉，需要滿足氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的分子個(gè)數(shù)比為1：2，所以化學(xué)方程式為：6FeSO₄+12NaOH+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂↓+4Fe（OH）₃↓+6Na₂SO₄，所以mFeSO₄：mNaOH：mO₂=（6×152）：（12×40）：（16×2）=57：30：2．
故答案為：（1）過濾，漏斗；
（2）Na₂SO₄，c，a；
（3）控制Fe（OH）₂的轉(zhuǎn)化量；57：30：2．

點(diǎn)評(píng) 通過回答本題知道了制取四氧化三鐵的方法，溶解需要的儀器，由溶液析出晶體的方法．