Question

利用生產鈦白的副產品綠礬（FeSO₄?7H₂O）制備還原鐵粉的步驟如下：將綠礬溶于稀硫酸溶液，向其中滴加（NH₄）₂CO₃溶液，得到FeCO₃?nH₂O沉淀，靜置，過濾，洗滌，干燥，再將FeCO₃與煤粉一起焙燒，最終制得還原鐵粉．涉及的主要反應有：
FeCO₃

高溫  .

FeO+CO₂，C+CO₂

高溫  .

2CO，CO+FeO

高溫  .

Fe+CO₂，
（1）用稀硫酸代替水溶解綠礬的原因是

抑制Fe²⁺水解

．
（2）證明沉淀已經洗滌干凈的方法是

取少量最后一次洗滌液于試管，滴入BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，表明沉淀已洗滌干凈

．
（3）干燥過程中少量FeCO₃?nH₂O被氧化為FeOOH，反應方程式為：

4FeCO₃?nH₂O+O₂=4FeOOH+4CO₂↑+（4n-2）H₂O

．
（4）沉淀中仍含少量硫酸鹽，在焙燒過程中需加入CaCO₃進行脫硫處理，下圖為加CaCO₃和不加CaCO₃對還原鐵粉的產率的影響，根據圖象分析，CaCO₃的另一作用為

分解產生CO₂與C反應生成還原劑CO

．

Answer 1

分析：（1）硫酸亞鐵易水解而使其溶液呈酸性，酸能抑制亞鐵離子水解；
（2）FeCO₃?nH₂O沉淀易吸收硫酸根離子，硫酸根離子能和鋇離子反應生成白色沉淀；
（3）FeCO₃?nH₂O易被氧氣氧化為FeOOH，同時生成二氧化碳和水；
（4）高溫下，碳酸鈣分解生成二氧化碳，二氧化碳能被碳還原生成一氧化碳．

解答：解：（1）硫酸亞鐵是強酸弱堿鹽，易水解而使其溶液呈酸性，向溶液中加入酸能抑制亞鐵離子水解，所以用稀硫酸代替水溶解綠礬，
故答案為：抑制Fe²⁺水解；
（2）FeCO₃?nH₂O沉淀易吸收硫酸根離子，硫酸根離子能和鋇離子反應生成白色沉淀，如果沉淀已經洗滌干凈，則其洗滌液中不含硫酸根離子，其檢驗方法是：取少量最后一次洗滌液于試管，滴入BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，表明沉淀已洗滌干凈，
故答案為：取少量最后一次洗滌液于試管，滴入BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，表明沉淀已洗滌干凈；
（3）FeCO₃?nH₂O易被氧氣氧化為FeOOH，同時生成二氧化碳和水，反應方程式為：4FeCO₃?nH₂O+O₂=4FeOOH+4CO₂↑+（4n-2）H₂O，
故答案為：4FeCO₃?nH₂O+O₂=4FeOOH+4CO₂↑+（4n-2）H₂O；
（4）高溫下，碳酸鈣分解生成二氧化碳，二氧化碳能被碳還原生成一氧化碳，所以加入碳酸鈣能增加一氧化碳的含量，則還原鐵粉的產率增大，
故答案為：分解產生CO₂與C反應生成還原劑CO．

點評：本題考查了實驗方案的設計，明確物質的性質是解本題關鍵，會根據圖象進行分析解答，難度中等．