Question

【題目】鐵及其化合物在日常生產生活中用途廣泛。利用FeSO4制備還原鐵粉的工業流程如下：

實驗室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應制得)和NH4HCO3在如下裝置模擬上述流程中的“轉化”環節。

（1）裝置A的名稱是________，裝置B中盛放的試劑是________，NH4HCO3盛放在裝置________中。

（2）實驗過程中，欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合制FeCO3沉淀，操作方法是________________，發生主要反應的離子方程式為_____________________。FeSO4溶液要現用現配制的原因是____________，檢驗久置的FeSO4是否變質的方法是______________。

（3）干燥過程主要目的是脫去游離水，過程中會有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH，該反應的化學方程式為____________________________，取干燥后的FeCO3樣品12.49 g，與碳混合后焙燒，最終得到還原鐵粉6.16 g，計算樣品中雜質FeOOH的質量：________g。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 鐵粉 C (待D處的氣體純凈后)關閉活塞3，打開活塞2 Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O) 亞鐵離子易被氧化 取樣品配成溶液，取少量溶液于試管中，再向試管中加入KSCN溶液，觀察是否顯血紅色(合理答案即得分) 4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2 0.89

【解析】本題分析：本題主要考查對于利用FeSO4制備還原鐵粉的工業流程的評價。

(1)裝置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，裝置B中盛放鐵粉，稀硫酸與鐵粉反應生成H2和FeSO4。裝置C中盛放NH4HCO3。

(2)檢驗D處氫氣已純凈時，表明裝置中空氣已排盡，關閉活塞3，打開活塞2，在氫氣作用下將FeSO4溶液壓入C中發生反應。發生主要反應的離子方程式為Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O) 。FeSO4具有還原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要現用現配。用KSCN溶液檢驗久置的FeSO4是否變質。

(3)FeCO3、H2O、O2反應生成FeOOH和CO2，反應的化學方程式為4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2。設干燥后的FeCO3樣品中FeCO3、FeOOH的物質的量分別為x、y，則x×116 g·mol－1＋y×89 g·mol－1＝12.49 g,56 g·mol－1×(x＋y)＝6.16 g，解得：x＝0.1 mol，y＝0.01 mol。故m(FeOOH)＝0.89 g。