Question

【題目】以富含硫酸亞鐵的工業廢液為原料生產氧化鐵的工藝如下（部分操作和條件略）：

I.從廢液中提純并結晶出FeSO4·7H2O;

Ⅱ.將FeSO4·7H2O配制成溶液

Ⅲ.將FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的濁液

Ⅳ.將濁液過濾，用90℃熱水洗滌沉淀，干燥后得到FeCO3固體；

V.煅燒FeCO3，得到Fe2O3固體

已知：NH4HCO3在熱水中分解

(1)I中，加足量的鐵屑除去廢液中的Fe3+，該反應的離子方程式是____。

(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸，運用化學平衡原理簡述硫酸的作用______________。

(3)Ⅲ中，生成FeCO3的離子方程式是________。若FeCO3濁液長時間暴露在空氣中，會有部分固體表面變為紅褐色，該變化的化學方程式是_____________。

(4)Ⅳ中，通過檢驗SO42-來判斷沉淀是否洗滌干凈。檢驗SO42-的操作是 __________。

(5)已知煅燒FeCO3的化學方程式是：____________。現煅燒464.0 kg FeCO3，得到316.8 kg產品。若產品中雜質只有Fe2O3，則該產品中Fe2O3的質量是____kg。

Answer 1

【答案】 (1) Fe+2Fe3+=3Fe2+ 加入硫酸，氫離子濃度增大，使得水解平衡Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+逆向移動，從而抑制硫酸亞鐵的水解 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 4FeCO3+O2+6H2O=4CO2↑+4 Fe(OH)3 取少量洗滌后的試液放入試管中，滴加酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈 4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2 288.0g

【解析】（1）Fe3＋具有氧化性，能氧化Fe生成Fe2＋：2Fe3＋ + Fe＝3Fe2＋；（2）由于Fe2＋水解，加入H2SO4，氫離子濃度增大，使得水解平衡Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+逆向移動，從而抑制硫酸亞鐵的水解；（3）Fe2＋與HCO3―在溶液中發生反應生成FeCO3：Fe2＋ + 2HCO3―＝FeCO3↓+ CO2↑+ H2O；FeCO3在被O2氧化最終生成Fe(OH)3而出現紅褐色：4FeCO3 + O2 + H2O＝Fe(OH)3 ↓+ 4CO2↑；（4）SO42―的檢驗一般采用BaCl2溶液，根據溶液與BaCl2溶液反應是否有白色沉淀產生來判斷溶液中是否存在SO42―。檢驗SO42-的操作是：取少量洗滌后的試液放入試管中，滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈；（5）464kg FeCO3中含有Fe元素4×103mol，設產品中FeO xmol ，Fe2O3ymol，則有：x + 2y＝4×103，72x + 160y＝316.8×103，解得x＝2.2×103mol，y＝1.8×103mol，故Fe2O3的質量＝1.8×103mol×160g/mol＝288.0kg。