Question

【题目】工业上可以用废铁屑制备活性Fe3O4 ， 流程如图1：
（1）在制备过程中，不但要将块状固体原料粉碎、磨成粉末，作用是 ．
（2）在合成池里生成Fe3O4的离子方程式为 ．
（3）根据流程可知，配料中心很可能使混合物中的Fe2O3与Fe物质的量之比接近 ．
（4）某同学利用废铁屑（含Fe和Fe2O3）来制取FeCl36H2O晶体，同时测定混合物中铁的质量分数，装置如图2（夹持装置略，气密性已检验）： 操作步骤如下：
I．打开弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2 ， 并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K1打开弹簧夹K2 ， 当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeC136H2O晶体．
请回答：
①操作Ⅱ中“…”的内容是 ， 烧杯中的现象是 ， 相应的方程式是、_．（是离子反应的写离子方程式）
②若混合物质量为m g，实验结束后测得B中所得的气体是V mL（标准状况时），该同学由此计算出此废铁屑中铁的质量分数是 ，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大反应物之间的接触面积，增加反应速率，提高生产效率
（2）Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O
（3）4：1
（4）当A中固体完全消失；无色溶液逐渐变黄，有气泡产生；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；2H2O2 2H2O+O2↑；Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少
【解析】解：（1）固体的表面积越大，反应速率越快，所以在工业生产中，将块状固体磨成粉末，并在反应池中安装搅拌机，目的是增加反应速率，所以答案是：增大反应物之间的接触面积，增加反应速率，提高生产效率；（2）Fe2+与Fe3+在碱性条件下反应生成Fe3O4 ， 反应的离子方程式为：Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O；所以答案是：Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O；（3）没有气体产生，说明铁刚好使三价铁转化为二价铁，由于在1molFe3O4中可以认为有二价的氧化亚铁和三价的三氧化铁各1mol， 设Fe为Xmol，Fe2O3为ymol，生成1molFe3O4 ， 根据Fe+2Fe3+=3Fe2+则有：
X+2Y=3；3X=1
解得X= ；Y= ，故Fe2O3与Fe物质的量之比为4：1；
所以答案是：4：1；（4）①当A中固体完全消失，铁完全和盐酸反应后，反应结束；当A中溶液完全进入烧杯，生成的氯化亚铁被氧化成黄色的氯化铁，生成的氯化铁作催化剂，使双氧水分解，反应的方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，2H2O2 2H2O+O2↑，
故答案是：当A中固体完全消失；无色溶液逐渐变黄，有气泡产生；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，2H2O2 2H2O+O2↑；
②由于废铁屑中含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子能够和铁反应，导致铁减少，置换的氢气体积减少，
故答案是：Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少．