Question

【题目】以FeSO4·7H2O为原料制备铁红（Fe2O3）的一种方法如下：

已知“沉淀”时的主要反应为：

（1）FeO（OH）中铁元素的化合价为_______。FeO（OH）可表示为mFe2O3·nFe（OH）3， =_____________。

（2）“沉淀”时需控制溶液的pH与反应的温度。

①“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4，过程中应始终保持溶液的pH为3.0~4.5，需不断加入物质Z调节溶液的pH，Z应具备的性质有__________（填字母）。

A 能与酸反应

B 能与碱反应

C 不与FeO（OH）反应

②“沉淀”时反应温度不宜过高，其原因是_______。

（3）“过滤”后需对固体进行洗涤与干燥。洗涤时被除去的沾于固体表面的阴离子为__________（填离子符号）。

（4）“煅烧”时反应的化学方程式为________。

（5）如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。煅烧温度较低时，产品中Fe2O3质量分数较低，其原因是___________。当煅烧温度达800℃时，继续升高温度，产品中Fe2O3质量分数降低，且铁元素质量分数升高，所得产品发黑，其可能原因是_______。

（6）用该方法制备Fe2O3，计算理论上13.9 t FeSO4·7H2O（相对分子质量为278）可制得Fe2O3的质量（写出计算过程）。_________。

Answer 1

【答案】+3 1 AC 温度过高会导致过氧化氢挥发，不利于反应的进行 SO42- 2FeO（OH） Fe2O3+ H2O 低温条件下FeO（OH）不易分解 生成了四氧化三铁或氧化亚铁 4t

【解析】

（1）化合物中元素的化合价代数和为零，设FeO（OH）中铁元素的化合价为x，则x+(+1)+（-2）×2=0，x=+3，FeO（OH）可表示为mFe2O3·nFe（OH）3，FeO（OH）和mFe2O3·nFe（OH）3中原子个数比相同，则 ，得 =1；

（2）已知“沉淀”时的主要反应为：，①“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4，过程中应始终保持溶液的pH为3.0~4.5，需不断加入物质Z调节溶液的pH，Z应具备的性质有：A、 能与酸反应，将生成的硫酸部分反应掉，使溶液的酸性不能太强，选项正确；

B、不能与碱反应，选项错误；

C、不与FeO（OH）反应，否则会导致产率偏小，甚至得不到产品，选项正确；故选AC；

②“沉淀”时反应温度不宜过高，其原因是温度过高会导致反应物过氧化氢挥发，不利于反应的进行；

（3）“过滤”后需对固体进行洗涤与干燥。洗涤时被除去的沾于固体表面的溶质是硫酸及调节酸碱性时可能产生的可溶性硫酸盐，阴离子为SO42-；

（4）根据质量守恒定律可推知，“煅烧”时反应是FeO（OH）在高温条件下分解生成氧化铁和水，化学方程式为2FeO（OH） Fe2O3+ H2O；

（5）如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。煅烧温度较低时，产品中Fe2O3质量分数较低，其原因是低温条件下FeO（OH）不易分解。当煅烧温度达800℃时，继续升高温度，产品中Fe2O3质量分数降低，且铁元素质量分数升高，所得产品发黑，其可能原因是生成了四氧化三铁或氧化亚铁，因铁的氧化物有氧化亚铁，四氧化三铁，氧化铁三种，其中氧化亚铁，四氧化三铁都是黑色固体，且铁元素的质量分数比氧化铁中高；

（6）用该方法制备Fe2O3，设13.9 t FeSO4·7H2O（相对分子质量为278）理论上可制得Fe2O3的质量为x，据反应前后元素的种类、质量不变，则：13.9 t× =x， x=4t。