Question

【題目】工業上可以用廢鐵屑制備活性Fe3O4，流程如下圖：

（1）在制備過程中，不但要將塊狀固體原料粉碎、磨成粉末，作用是_____________。

（2）在合成池里生成Fe3O4的離子方程式為_____________。

（3）根據流程可知，配料中心很可能使混合物中的Fe2O3與Fe物質的量之比接近_____________。

（4）某同學利用廢鐵屑（含Fe和Fe2O3）來制取FeCl3·6H2O晶體，同時測定混合物中鐵的質量分數，裝置如右圖（夾持裝置略，氣密性已檢驗）：

操作步驟如下：

Ⅰ．打開彈簧夾K1、關閉彈簧夾K2，并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸。

Ⅱ．當……時，關閉彈簧夾K1打開彈簧夾K2，當A中溶液完全進入燒杯后關閉活塞a。

Ⅲ．將燒杯中溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾后得到FeC13·6H2O晶體。

請回答：

①操作Ⅱ中“……”的內容是_ ，燒杯中的現象是 ，相應的方程式是_ ___、___ _。（是離子反應的寫離子方程式）

②若混合物質量為m g，實驗結束后測得B中所得的氣體是V mL（標準狀況時），該同學由此計算出此廢鐵屑中鐵的質量分數是，該數值比實際數值偏低，若實驗過程操作無誤，偏低的原因是 。

Answer 1

【答案】（1）增大反應物之間的接觸面積，增加反應速率，提高生產效率（1分）

（2）Fe2＋＋2Fe3＋+8OH－＝Fe3O4↓+4H2O（2分）

（3）4：1（2分）

（4）① 當A中固體完全消失（1分）；無色溶液逐漸變黃（1分），有氣泡產生（1分）。

2Fe2＋＋H2O2+2H+＝2Fe3＋+2H2O （1分） （1分）

②Fe3＋和Fe發生反應消耗部分Fe，使與鹽酸反應的Fe相應減少（1分）

【解析】

試題分析：

（1）在制備過程中，將塊狀固體原料粉碎、磨成粉末，作用是增大反應物之間的接觸面積，增加反應速率，提高生產效率。

（2）從流程圖看，在合成池中加入了FeCl2、FeCl3和NaOH溶液，生成了Fe3O4，則生成Fe3O4的離子方程式為Fe2＋＋2Fe3＋+8OH－＝Fe3O4↓+4H2O。

（3）當鐵剛好使三價鐵轉化為二價鐵，由于在1molFe3O4中可以認為有二價的氧化亞鐵和三價的三氧化鐵各1mol，設Fe為x mol，Fe2O3為y mol，生成1mol Fe3O4，根據Fe+2Fe3+=3Fe2+則有：x+2y=3，3x=1，解得x=1/3，Y=4/3，故鐵和三氧化二鐵的物質的量為1：4。

（4）①當A中固體完全消失，鐵完全和鹽酸反應后，反應結束；當A中溶液完全進入燒杯，生成的氯化亞鐵被氧化成黃色的氯化鐵，生成的氯化鐵作催化劑，使雙氧水分解，反應的方程式為：2Fe2＋＋H2O2+2H+＝2Fe3＋+2H2O，。故答案是：當A中固體完全消失；無色溶液逐漸變黃，有氣泡產生；2Fe2＋＋H2O2+2H+＝2Fe3＋+2H2O，。

② 由于廢鐵屑中含有氧化鐵，和鹽酸反應生成的三價鐵離子能夠和鐵反應，導致鐵減少，置換的氫氣體積減少，故答案是：Fe3+和Fe發生反應消耗部分Fe，使與鹽酸反應的Fe相應減少；