Question

下圖是氧化沉淀法生產(chǎn)復印用高檔Fe₃O₄粉的工藝流程簡圖，根據(jù)要求回答問題．（查閱資料知：工業(yè)綠礬（FeSO₄?7H₂O）是一種結(jié)晶水合物．許多物質(zhì)從水溶液里析出晶體時，晶體里常含有一定數(shù)目的水分子，這樣的水分子叫做結(jié)晶水．含有結(jié)晶水的物質(zhì)叫做結(jié)晶水合物．結(jié)晶水合物在受熱時會失去結(jié)晶水．）

（1）寫出鐵的另外一種氧化物的化學式是

 

．
（2）加水溶解過程中，在實驗室里通常要使用的玻璃儀器有燒杯和

 

，操作A的名稱是

 

．
（3）副產(chǎn)品P是

 

，由溶液N獲得該副產(chǎn)品的操作順序是b→

 

→

 

→d．
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
（4）通空氣時的化學方程式是4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，由沉淀M獲得Fe₃O₄的過程中發(fā)生的反應為Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

△   .

Fe₃O₄+4H₂O，控制“一定量空氣”的目的是

 

，沉淀M中Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳質(zhì)量比為

 

．

Answer 1

分析：（1）氧化物為兩種元素組成且含氧元素的化合物，鐵的氧化物有氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵等三種；
（2）物質(zhì)溶解時通常放入燒杯內(nèi)進行，為加快溶解，通常使用玻璃棒攪拌；根據(jù)操作A后所得到物質(zhì)一為溶液一為沉淀的操作結(jié)果，可判斷操作A為過濾；
（3）根據(jù)復分解反應的特點交換成分，可判斷物質(zhì)P為反應生成的硫酸鈉；在使用硫酸鈉溶液獲得硫酸鈉時，根據(jù)選項內(nèi)容可推斷通過降溫結(jié)晶獲得硫酸鈉晶體后加熱使之分解成為硫酸鈉即副產(chǎn)生B；
（4）根據(jù)通空氣時的化學方程式是4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，又Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

△   .

Fe₃O₄+4H₂O，因此可判斷出控制空氣質(zhì)量的意義；根據(jù)反應的化學方程，計算反應中兩物質(zhì)的質(zhì)量比，即Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳質(zhì)量比．

解答：解：（1）鐵元素有+2、+3價，鐵的氧化物除四氧化三鐵外，還有氧化亞鐵和氧化鐵等；
（2）把綠礬加水溶解時，除需要燒杯作為溶解容器外，還需要使用玻璃棒進行攪拌，以加快綠礬的溶解；由于操作A完成后，溶液與沉淀分離開，故可推斷出操作A為分離混合物常用的分離固體與液體混合物的方法；
（3）根據(jù)復分解反應發(fā)生的條件，硫酸亞鐵與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉與氫氧化亞鐵，因此過濾后所得濾液為硫酸鈉溶液，通過加熱濃縮后冷卻，可使硫酸鈉晶體析出，析出后的硫酸鈉晶體在加熱時失去結(jié)晶水，而得到副產(chǎn)品P為硫酸鈉，故由溶液N獲得該副產(chǎn)品的操作順序為b-c-a-d；
（4）由于通空氣時的化學方程式是4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，因此為保證反應Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

△   .

Fe₃O₄+4H₂O的順利發(fā)生，應保持一定比例的Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，所以需要控制通入空氣的量；根據(jù)反應的化學方程式Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

△   .

Fe₃O₄+4H₂O，沉淀M中Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳質(zhì)量比即兩物質(zhì)恰好完全反應時的質(zhì)量比，此質(zhì)量比為
90：（2×107）=45：107．
故答案為：
（1）FeO或Fe₂O₃；
（2）玻璃棒，過濾；
（3）Na₂SO₄（或硫酸鈉），c，a；
（4）控制Fe（OH）₃的轉(zhuǎn)化量（防止Fe（OH）₂全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃等，合理答案均可），45：107．

點評：結(jié)合題中所提供新的信息，理解氧化沉淀法生產(chǎn)復印用高檔Fe₃O₄粉的工藝流程簡圖，明確各個環(huán)節(jié)的目的，是順利解答此問題的關鍵．