Question

【题目】绿矾（FeSO47H2O）是硫酸法生产太白粉的主要副产物，可用于制备Fe2O3 ， 复印用Fe3O4粉、还原铁粉等，开发利用绿矾工艺是一项十分有意义的工作．某研究性小组展开了系列研究． Ⅰ制备Fe2O3
【资料一】
①无水硫酸铜遇水变成蓝色的硫酸铜晶体．
②绿矾（FeSO47H2O）高温分解产生一种金属氧化物和几种气态非金属氧化物．
③SO2是无色有窒息性臭味的有毒气体，能使品红溶液褪色．
甲同学用如下装置制备Fe2O3并验证绿矾受热分解的其他产物；

（1）实验过程中发现：A中有色固体生成，B中无水硫酸铜变蓝，C中U形管内有无色晶体（SO3）析出，D中品红溶液褪色，装置E的作用是 ， 绿矾高温分解的化学方程式为 ．
（2）Ⅱ制备Fe3O4 乙同学模拟生产复印用Fe3O4粉的实验流程如下：

【资料二】Fe（OH）2是一种白色难溶于水的固体，在空气中易被氧化．
FeSO4溶液中加入NaOH溶液，反应的化学方程式依次为① ， ②4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3 ． 由沉淀a获得Fe3O4的化学方程式为：Fe（OH）2+2Fe（OH）3═Fe3O4+4H2O
若制取Fe（OH）2 ， 采取的实验操作是：向盛有5mL新制FeSO4溶液的试管中加入10滴植物油，然后用胶头滴管加煮沸的NaOH溶液（驱赶O2），胶头滴管的争取使用方法是（填字母）．

（3）Ⅲ制备还原铁粉 制备还原铁粉的工业流程如下：

①操作1的名称是 ， NH4HCO3和FeSO4溶液反应的化学方程式为 ．
②若将14.06g粗还原铁粉（假设粗还原铁粉中杂质仅含少量FexC）在氧气流中完全反应，得到0.22g
CO2 ， 将相同质量的粗还原铁粉与足量稀硫酸反应，得到0.48gH2（FexC与稀硫酸反应不产生H2）．试通过计算确定FexC的化学式（请写出计算过程） ．
③粗还原铁粉经加工处理后变成纯还原铁粉，纯还原铁粉和水蒸气在高温条件下也可制得四氧化三铁，同时生成一种气体．其装置如图所示：

SAP材料吸水性强，湿润的SAP材料能为该反应持续提供水蒸气．实验开始一段时间后，观察到在肥皂液中有大量的气泡产生，此气泡用火柴即能点燃，同时有肥皂泡飘到空中．生成的气体是 ， 干燥的SAP材料作用是 ．

Answer 1

【答案】
（1）红棕；吸收二氧化硫，防止污染空气；2FeSO4?7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑
（2）FeSO4+2NaOH═Fe（OH）2↓+Na2SO4；A
（3）过滤；FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；Fe2C；氢气；干燥剂
【解析】解：【资料一】绿矾（FeSO47H2O）高温分解产生一种金属氧化物和几种气态非金属氧化物，由题意，会生成氧化铁，故会观察到A中有红棕色固体生成． 结晶水合物失去结晶水有水生成，无水硫酸铜遇水变成蓝色的硫酸铜晶体，故B中无水硫酸铜变蓝；C中U形管内有无色晶体（SO3）析出，D中品红溶液褪色，说明有二氧化硫气体生成，SO2是无色有窒息性臭味的有毒气体，故装置E的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气．
绿矾高温分解的化学方程式为2FeSO47H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑．【资料二】
在FeSO4溶液中加入NaOH溶液后，会发生反应：FeSO4+2NaOH═Fe（OH）2↓+Na2SO4 ， 生成白色的Fe（OH）2沉淀；白色的Fe（OH）2 极易被氧气氧化，先迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe（OH）3 ， 反应：4 Fe（OH）2+O2 +2H2O═4 Fe（OH）3 ，
若制取Fe（OH）2 ， 采取的实验操作是：向盛有5mL新制FeSO4溶液的试管中加入10滴植物油，然后用胶头滴管加煮沸的NaOH溶液（驱赶O2），胶头滴管的争取使用方法是A；
Ⅲ制备还原铁粉（1）操作1的名称是过滤；硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸铁、硫酸铵、水和二氧化碳，化学方程式为：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；（2）若将14.06g还原铁粉（含少量FexC）在氧气流中加热，得到0.22gCO2 ， 碳元素的质量=0.22g× =0.06g
将相同质量的还原铁粉与足量硫酸反应，得到0.48gH2 ， 依据反应方程式计算：设消耗铁的质量为x

Fe+H2SO4=FeSO4+	H2↑，
56	2
x	0.48g

=
x=13.44g
FexC的质量=14.06g﹣13.44g=0.62g；
FexC的中铁元素的质量=0.62g﹣0.06g=0.56g
则：56x：12=0.56g：0.06g
x=2
所以化学式为Fe2C；（3）SAP材料吸水性强，湿润的SAP材料能为该反应持续提供水蒸气．实验开始一段时间后，观察到在肥皂液中有大量的气泡产生，此气泡用火柴即能点燃，同时有肥皂泡飘到空中．生成的气体是氢气，干燥的SAP材料作用是干燥剂作用．
所以答案是：
【资料一】红棕；吸收二氧化硫，防止污染空气；2FeSO47H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑．
【资料二】FeSO4+2NaOH═Fe（OH）2↓+Na2SO4 ， D；
Ⅲ制备还原铁粉（1）过滤；FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；（2）Fe2C；（3）氢气；干燥剂作用．
【考点精析】利用书写化学方程式、文字表达式、电离方程式对题目进行判断即可得到答案，需要熟知注意：a、配平 b、条件 c、箭号．