Question

下图是氧化沉淀法生产复印用高档Fe₃O₄粉的工艺流程简图，根据要求回答问题．

（1）铁的另两种常见氧化物的化学式是

 

、

 

．
（2）加水溶解过程中，在实验室里通常要使用的玻璃仪器有烧杯和

 

，操作A的名称是

 

．
（3 ）副产品P是

 

，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→

 

→

 

→d．
a．过滤      b．加热浓缩      c．冷却结晶      d．晶体加热至完全失去结晶水
（4）通空气时的化学方程式是4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃，由沉淀M获得Fe₃O₄的过程中发生的反应为Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

△   .

Fe₃O₄+4H₂O，控制“一定量空气”的目的是

 

，沉淀M中Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳质量比为

 

．
（相对分子质量：Fe（OH）₂-90，Fe（OH）₃-107）

Answer 1

分析：该工艺流程是用工业绿矾制的四氧化三铁，所以基本实验操作流程首先加入水将不溶性杂质除去，然后将绿矾通过加入试剂转变为含铁的沉淀，使之更好变为四氧化三铁．由硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应可知，溶液N是硫酸钠．由于氢氧化亚铁不稳定，在第二步实验操作中，需加入一定量空气转变为稳定的氢氧化铁．最后关于质量最佳之比，只要恰好完全反应即可．

解答：解：（1）首先铁的氧化物，必须只含铁和氧两种元素，铁常见的化合价为+2或+3，根据化合价定义写铁的氧化物出化学式FeO和Fe₂O₃．     故正确答案：FeO；  Fe₂O₃．
  （2）溶解操作过程需要玻璃仪器有盛装溶液的烧杯，搅拌用的玻璃棒．在分离固体和液体混合物时用到的操作是过滤，所以操作A为过滤．故答案为：玻璃棒；过滤．
  （3）氢氧化钠和硫酸亚铁溶液反应后生成氢氧化亚铁和硫酸钠，所以副产品P是Na₂SO₄，由硫酸钠溶液变为失去结晶水的过程为：b→C→a→d．故答案为：Na₂SO₄；C；a．
  （4）因为通空气时的化学方程式是4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃，即Fe（OH）₂转化为Fe（OH）₃，所以控制“一定量空气”的目的是控制Fe（OH）₂与Fe（OH）₃的质量比，以达到他们的最佳质量比．他们的最佳质量比就是能够高产得到Fe₃O₄，所以他们两者恰好完全反应时的质量比就是最佳质量比，由化学方程式Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

△   .

Fe₃O₄+4H₂O可知Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳质量比为：

90

2×107

═

45

107

．故答案为：控制Fe（OH）₂与Fe（OH）₃的质量比；45：107．

点评：本题是一道信息给与与生产实践相关的题型，以含铁的物质为基本出发点，引发出含铁的氧化物的种类，混合物的分离方法，产品的制作流程．