Question

【題目】FeO( OH)在高檔涂料、油墨的生產中有著重要的用途。某化工廠以氧化鐵廢料（含少量的 FeO、SiO2)為原料制備FeO(OH)的流程如圖所示：

請回答下列有關問題：

(1)FeO( OH)中鐵元素的化合價為____，濾液3中溶質的主要成分是______

(2)酸浸時主要反應的離子方程式為______，試劑a最好是_____。

(3)通入空氣的反應中，消耗的氧化劑與還原劑的物質的量之比為______。操作X為向濾液2中加入乙醇而不是蒸發濃縮、冷卻結晶，這說明綠礬晶體在乙醇中的溶解度_____(填“大”或“小”）。

若操作X為蒸發濃縮、冷卻結晶，可能造成的不良后果是_____。

Answer 1

【答案】+3 Na2SO4 Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O 鐵粉 1:4 小 有一定量的Fe2＋被空氣氧化為Fe3＋

【解析】

氧化鐵廢料酸浸后，鐵的氧化物會溶解形成Fe3＋、Fe2＋，而SiO2不溶于酸得到料渣1，根據工藝流程可知，要制備硫酸亞鐵晶體，需將酸浸后溶液中的Fe3＋還原為Fe2＋，最好選用鐵粉，故推出試劑a為鐵粉，得到的硫酸亞鐵溶液溶于乙醇，利用其在乙醇中溶解度小的特點析出晶體FeSO4·7H2O，隨后加入NaOH，FeSO4·7H2O被空氣氧化最終得到FeO(OH)和Na2SO4，據此分析作答。

（1）由化合價規則及氧為-2價、氫為+1價知，FeO(OH)中鐵元素的化合價為+3；根據上述分析流程可知，濾液③中溶質的主要成分是Na2SO4，故答案為：+3；Na2SO4；

（2）酸浸時主要反應是Fe2O3與H＋之間的反應，其反應的離子方程式為：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；加入試劑a的目的是將Fe3＋還原為Fe2＋，為不引入其他雜質，最好選用的試劑是鐵粉，故答案為：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；鐵粉；

(3)由流程圖知，在堿性條件下Fe2+被空氣氧化為FeO(OH)，根據氧化還原反應中電子轉移數相等可知，反應中氧氣與Fe2＋的物質的量之比為1:4；向FeSO4溶液中加入乙醇能析出FeSO4·7H2O，說明FeSO4·7H2O在乙醇中的溶解度較小；因Fe2＋易被空氣氧化，因此若采用蒸發濃縮冷卻結晶的方法析出FeSO4·7H2O，加熱中會有一定量的Fe2＋被氧化為Fe3＋，從而影而響目標產物的純度，故答案為：1:4；小；有一定量的Fe2＋被空氣氧化為Fe3＋。