Question

【題目】氧化鐵黃（化學式為FeOOH）是一種黃色顏料，工業上用廢鐵為主要原料生產氧化鐵黃的一種工藝流程如下：

（1）氧化鐵黃中鐵元素的化合價為_____，廢鐵在反應前常用熱的純堿溶液清洗表面油污，其原理是______ (寫離子方程式)。

（2）氧化過程生成氧化鐵黃的化學方程式是_____________。

（3）上述流程中，檢驗“洗滌”是否完全的方法是________。

（4）氧化時應控制pH的合理范圍是3.5-4.0，pH過小導致氧化鐵黃產率較低的可能原因是____。

Answer 1

【答案】+3 CO32-+H2OHCO3-+OH- 4FeSO4+O2+8NaOH＝ FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O 取最后一次洗滌液，加入少量氯化鋇溶液，后加入適量稀鹽酸，如未觀察到白色沉淀，即可證明洗干凈 pH過低導致氧化鐵黃部分溶于酸

【解析】

由流程可知，過量的廢鐵中加入濃硫酸，加熱反應得到硫酸亞鐵溶液，向硫酸亞鐵溶液中加入氫氧化鈉溶液，并通入空氣，發生氧化還原反應生成氧化鐵黃，過濾、洗滌、干燥得到成品氧化鐵黃。

（1）FeOOH中O元素為-2價，H元素為+1價，由化合價代數和為零可知Fe元素為+3價；廢鐵表面有防銹的油脂，碳酸鈉在溶液中水解使溶液呈堿性，加熱溶液堿性增強，油脂會在碳酸鈉溶液中發生水解反應，達到清洗表面油污的目的，碳酸鈉在溶液中水解的離子方程式為CO32-+H2OHCO3-+OH-，故答案為：+3；CO32-+H2OHCO3-+OH-；

（2）氧化過程為向硫酸亞鐵溶液中加入氫氧化鈉溶液，并通入空氣，發生氧化還原反應生成氧化鐵黃，反應的化學方程式為4FeSO4+O2+8NaOH＝FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O，故答案為：4FeSO4+O2+8NaOH＝FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O；

（3）由氧化過程的化學方程式可知，氧化鐵黃表面附有可溶的硫酸鈉，檢查洗滌是否完全的標準是洗滌液中不含有硫酸根離子，則檢驗洗滌是否完全的方法是，取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若不產生沉淀，則表明已洗滌干凈，否則未洗滌干凈，故答案為：取最后一次洗滌液，加入少量氯化鋇溶液，后加入適量稀鹽酸，如未觀察到白色沉淀，即可證明洗干凈；

（4）氧化時應控制pH的合理范圍是保證產率最高，此時的pH范圍為：3.5～4.0，若pH過小，氧化鐵黃會溶解于酸導致產率降低，故答案為：pH過低導致氧化鐵黃部分溶于酸。