Question

【題目】以FeSO4·7H2O為原料制備鐵紅（Fe2O3）的一種方法如下：

已知“沉淀”時的主要反應為：

（1）FeO（OH）中鐵元素的化合價為_______。FeO（OH）可表示為mFe2O3·nFe（OH）3， =_____________。

（2）“沉淀”時需控制溶液的pH與反應的溫度。

①“沉淀”時調節溶液的初始pH約為4，過程中應始終保持溶液的pH為3.0~4.5，需不斷加入物質Z調節溶液的pH，Z應具備的性質有__________（填字母）。

A 能與酸反應

B 能與堿反應

C 不與FeO（OH）反應

②“沉淀”時反應溫度不宜過高，其原因是_______。

（3）“過濾”后需對固體進行洗滌與干燥。洗滌時被除去的沾于固體表面的陰離子為__________（填離子符號）。

（4）“煅燒”時反應的化學方程式為________。

（5）如圖為其他條件相同時不同煅燒溫度對產品中Fe2O3質量分數的影響。煅燒溫度較低時，產品中Fe2O3質量分數較低，其原因是___________。當煅燒溫度達800℃時，繼續升高溫度，產品中Fe2O3質量分數降低，且鐵元素質量分數升高，所得產品發黑，其可能原因是_______。

（6）用該方法制備Fe2O3，計算理論上13.9 t FeSO4·7H2O（相對分子質量為278）可制得Fe2O3的質量（寫出計算過程）。_________。

Answer 1

【答案】+3 1 AC 溫度過高會導致過氧化氫揮發，不利于反應的進行 SO42- 2FeO（OH） Fe2O3+ H2O 低溫條件下FeO（OH）不易分解 生成了四氧化三鐵或氧化亞鐵 4t

【解析】

（1）化合物中元素的化合價代數和為零，設FeO（OH）中鐵元素的化合價為x，則x+(+1)+（-2）×2=0，x=+3，FeO（OH）可表示為mFe2O3·nFe（OH）3，FeO（OH）和mFe2O3·nFe（OH）3中原子個數比相同，則 ，得 =1；

（2）已知“沉淀”時的主要反應為：，①“沉淀”時調節溶液的初始pH約為4，過程中應始終保持溶液的pH為3.0~4.5，需不斷加入物質Z調節溶液的pH，Z應具備的性質有：A、 能與酸反應，將生成的硫酸部分反應掉，使溶液的酸性不能太強，選項正確；

B、不能與堿反應，選項錯誤；

C、不與FeO（OH）反應，否則會導致產率偏小，甚至得不到產品，選項正確；故選AC；

②“沉淀”時反應溫度不宜過高，其原因是溫度過高會導致反應物過氧化氫揮發，不利于反應的進行；

（3）“過濾”后需對固體進行洗滌與干燥。洗滌時被除去的沾于固體表面的溶質是硫酸及調節酸堿性時可能產生的可溶性硫酸鹽，陰離子為SO42-；

（4）根據質量守恒定律可推知，“煅燒”時反應是FeO（OH）在高溫條件下分解生成氧化鐵和水，化學方程式為2FeO（OH） Fe2O3+ H2O；

（5）如圖為其他條件相同時不同煅燒溫度對產品中Fe2O3質量分數的影響。煅燒溫度較低時，產品中Fe2O3質量分數較低，其原因是低溫條件下FeO（OH）不易分解。當煅燒溫度達800℃時，繼續升高溫度，產品中Fe2O3質量分數降低，且鐵元素質量分數升高，所得產品發黑，其可能原因是生成了四氧化三鐵或氧化亞鐵，因鐵的氧化物有氧化亞鐵，四氧化三鐵，氧化鐵三種，其中氧化亞鐵，四氧化三鐵都是黑色固體，且鐵元素的質量分數比氧化鐵中高；

（6）用該方法制備Fe2O3，設13.9 t FeSO4·7H2O（相對分子質量為278）理論上可制得Fe2O3的質量為x，據反應前后元素的種類、質量不變，則：13.9 t× =x， x=4t。