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出FeSO₄·7H₂O。

Ⅱ.将FeSO₄·7H₂O配制成溶液。

Ⅲ.FeSO₄溶液与稍过量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含FeCO₃的浊液。

Ⅳ.将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO₃固体。

Ⅴ.煅烧FeCO₃，得到Fe₂O₃固体。

已知：NH₄HCO₃在热水中分解。

（1）Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe³⁺，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FeCO₃的离子方程式是_____________。若FeCO₃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。检验的操作是_____________。

（5）已知煅烧FeCO₃的化学方程式是4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂。现煅烧464.0 kg的FeCO₃,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe₂O₃的质量是_________ kg。（摩尔质量/g·mol^-1:FeCO₃ 116 Fe₂O₃ 160 FeO 72）

Answer 1

【答案】

（1）Fe+2Fe³⁺====2Fe²⁺

(2)加入硫酸，H⁺浓度增大，使Fe²⁺+2H₂O  Fe(OH)₂+2H⁺的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO₄的水解

（3）Fe²⁺+====FeCO₃↓+H⁺

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

（2）FeSO₄+2H₂OFe(OH)₂+H₂SO₄,加入H₂SO₄，平衡逆移，抑制水解。

（3）“红褐色”提示生成Fe(OH)₃。

（4）检验：说明步骤，指明试剂、现象、结论。

（5）设产品中FeO、Fe₂O₃物质的量分别为a mol、b mol。

  求得:b=1.8 mol

m(Fe₂O₃)=1.8 mol×160 g·mol^-1=288.0 g。