Question

【題目】工業上可以用廢鐵屑制備活性Fe3O4 ， 流程如圖1：
（1）在制備過程中，不但要將塊狀固體原料粉碎、磨成粉末，作用是 ．
（2）在合成池里生成Fe3O4的離子方程式為 ．
（3）根據流程可知，配料中心很可能使混合物中的Fe2O3與Fe物質的量之比接近 ．
（4）某同學利用廢鐵屑（含Fe和Fe2O3）來制取FeCl36H2O晶體，同時測定混合物中鐵的質量分數，裝置如圖2（夾持裝置略，氣密性已檢驗）： 操作步驟如下：
I．打開彈簧夾K1、關閉彈簧夾K2 ， 并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸．
Ⅱ．當…時，關閉彈簧夾K1打開彈簧夾K2 ， 當A中溶液完全進入燒杯后關閉活塞a．
Ⅲ．將燒杯中溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾后得到FeC136H2O晶體．
請回答：
①操作Ⅱ中“…”的內容是 ， 燒杯中的現象是 ， 相應的方程式是、_．（是離子反應的寫離子方程式）
②若混合物質量為m g，實驗結束后測得B中所得的氣體是V mL（標準狀況時），該同學由此計算出此廢鐵屑中鐵的質量分數是 ，該數值比實際數值偏低，若實驗過程操作無誤，偏低的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大反應物之間的接觸面積，增加反應速率，提高生產效率
（2）Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O
（3）4：1
（4）當A中固體完全消失；無色溶液逐漸變黃，有氣泡產生；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；2H2O2 2H2O+O2↑；Fe3+和Fe發生反應消耗部分Fe，使與鹽酸反應的Fe相應減少
【解析】解：（1）固體的表面積越大，反應速率越快，所以在工業生產中，將塊狀固體磨成粉末，并在反應池中安裝攪拌機，目的是增加反應速率，所以答案是：增大反應物之間的接觸面積，增加反應速率，提高生產效率；（2）Fe2+與Fe3+在堿性條件下反應生成Fe3O4 ， 反應的離子方程式為：Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O；所以答案是：Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O；（3）沒有氣體產生，說明鐵剛好使三價鐵轉化為二價鐵，由于在1molFe3O4中可以認為有二價的氧化亞鐵和三價的三氧化鐵各1mol， 設Fe為Xmol，Fe2O3為ymol，生成1molFe3O4 ， 根據Fe+2Fe3+=3Fe2+則有：
X+2Y=3；3X=1
解得X= ；Y= ，故Fe2O3與Fe物質的量之比為4：1；
所以答案是：4：1；（4）①當A中固體完全消失，鐵完全和鹽酸反應后，反應結束；當A中溶液完全進入燒杯，生成的氯化亞鐵被氧化成黃色的氯化鐵，生成的氯化鐵作催化劑，使雙氧水分解，反應的方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，2H2O2 2H2O+O2↑，
故答案是：當A中固體完全消失；無色溶液逐漸變黃，有氣泡產生；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，2H2O2 2H2O+O2↑；
②由于廢鐵屑中含有氧化鐵，和鹽酸反應生成的三價鐵離子能夠和鐵反應，導致鐵減少，置換的氫氣體積減少，
故答案是：Fe3+和Fe發生反應消耗部分Fe，使與鹽酸反應的Fe相應減少．