Question

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）；

I 从废液中提纯并结晶处FeSO₄·7H₂O。

II将溶液与稍过量的溶液混合，得到含的浊液

IV 将浊液过滤，用90°C热水洗涤沉淀，干燥后得到固体

V煅烧，得到固体

已知：在热水中分解

（1）       I中，加足量的铁屑出去废液中的，该反应的离子方程式是         

（2）       II中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用        

（3）       III中，生成的离子方程式是          。若浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是         。

（4）       IV中，通过检验来判断沉淀是否洗涤干净。检验操作是是           。

（5）       已知煅烧的化学方程式是，现煅烧464.0kg的，得到316.8kg产品，若产品中杂质只有，则该产品中的质量是            kg（摩尔质量/g·；）

Answer

(1)Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+

(2)加入硫酸，H+浓度增大，使Fe2+ + 2H2OFe(OH)2 + 2H+的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解

（3）Fe2+ + 2HCO3- = FeCO3↓+ CO2 ↑ + H2O

4FeCO3 + 6H2O + O2 = 4Fe(OH)3 ↓+ 4CO2

（4）取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净

（5）288.0

【解析】本题考查化学实验基本操作、物质的制备、化学反应原理、计算等。（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可阻止其水解。

（3）Fe2＋与HCO3―在溶液中发生双水解生成FeCO3：Fe2＋ + 2HCO3―＝FeCO3↓+ CO2↑+ H2O。FeCO3在被O2氧化最终生成Fe(OH)3而出现红褐色：4FeCO3 + O2 + H2O＝Fe(OH)3 ↓+ 4CO2↑。

（4）SO42―的检验一般采用BaCl2溶液，根据溶液与BaCl2溶液反应是否有白色沉淀产生来判断溶液中是否存在SO42―。

（5）464kg FeCO3中含有Fe元素4×103mol，设产品中FeO xmol ，Fe2O3ymol，则有：x + 2y＝4×103，72x +  160y＝316.8×103，解得x＝2.2×103mol，y＝1.8×103mol，故Fe2O3的质量＝1.8×103mol×160g/mol＝288.0kg。