Question

复印机使用的墨粉主要成份是Fe₃O₄，如图是氧化沉淀法生产Fe₃O₄的工艺：

已知：①工业绿矾中FeSO₄的含量为52.5%，其中的杂质不参与反应；
②Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃→Fe₃O₄?4H₂O
请回答下列问题：
（1）铁的常见氧化物有______；
（2）Fe₃O₄与盐酸反应的化学方程式是：______，检验反应后的溶液中含Fe³⁺的方法：______；
（3）在工艺流程中，通入适量空气“氧化”时的化学方程式是：______；
（4）生产中可获得的副产品是______，提取该副产品的操作顺序是：______（填写序号）
a．过滤　　b．加热浓缩　　c．冷却　　d．结晶　　e．洗涤
（5）在生产过程中，若工业绿矾的投料速率是12.16kg/h，为使产品较纯，鼓入空气的速率应为______m³/h（假设反应在标准状态下进行，空气中O₂占20%）．

Answer 1

解：（1）铁有三种常见的氧化物：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄，故答案为：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄
（2）解此类型题，一是看清题中提供的有效信息，认真分析整合根据化合价写出反应物、生成物的化学式；二是遵循质量守恒定律写出相关的化学方程式，注意配平，配平时，遵循式子两边各元素的原子个数相等的原则反应的方程式为
Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，Fe³⁺与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，所以检验是否含Fe³⁺离子的方法为：取少量待测液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe³⁺，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe³⁺，
故答案为：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，取待测液少许于试管中，加入适量的KSCN溶液，若溶液显血红色，则证明含Fe³⁺．
（3）Fe（OH）₂不稳定易被氧气氧化为Fe（OH）₃，故答案为：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃
（4）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，所以副产品是硫酸钠，由硫酸钠溶液变为失去结晶水的硫酸钠的过程为：加热浓缩，冷却，结晶，过滤，洗涤．故答案为：Na₂SO₄?10H₂O（或芒硝，写Na₂SO₄也可）；bcdae；
（5）鼓入的空气应恰好与FeSO₄完全反应，12.16 kg工业绿矾中含FeSO₄的物质的量：=42mol
设鼓入空气的速率应为Vm³/h 　　
根据：6 FeSO₄∽O₂∽2 Fe₃O₄
　 6mol 22.4L
42mol Vm³×10³L/m³×1/5
　　解得：V=0.784
故答案为：0.784
分析：（1）铁有三种常见的氧化物：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄；
（2）根据铁元素的化合价+2、+3价写出生成物的两种金属氯化物的化学式，然后再根据式子两边各元素的原子个数相等配平方程式，Fe³⁺与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，据此解答；
（3）氢氧化亚铁易被氧气氧化；
（4）根据从硫酸钠溶液中分离出硫酸钠的方法分析操作过程；
（5）根据反应的化学方程式进行分析．
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．