Question

四氧化三铁可用于医疗器械、电子等工业。某实验兴趣小组从工厂采集废液（含FeSO₄和少量ZnSO₄、MgSO₄），进行四氧化三铁的制备实验。

【阅读资料】

（1）25℃时，去氧化物沉淀的pH范围如表3。

	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀的pH	5.7	7.6	10.4
沉淀完全的pH	8.0	9.6	12.4

                                   表3

（2）25℃时，Zn（OH）₂可溶于pH＞10.5的碱溶液。

（3）制备Fe₃O₄的实验流程如下：

【回答问题】

（1）往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为              （写一个即可）。

（2）操作a的名称为         。该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、          等。玻璃棒在此操作中的主要作用是                          。

（3）溶液1所含溶质有                       （至少写两种）；溶液3所含溶质的主要成分为                     。

（4）该实验取废液100g，最终得到产品四氧化三铁质量为3.48g，则原废液中硫酸亚铁溶质的质量分数不低于            （精确到0.01%）。

Answer 1

答案：⑴2 NaOH+ ZnSO4= Zn（OH）₂↓ +Na₂SO₄或2 NaOH+ FeSO₄= Fe（OH）₂↓ +Na₂SO₄⑵过滤、漏斗、引流（搅拌）⑶硫酸镁、硫酸钠、氢氧化钠、氢氧化镁（两种即可）、硫酸亚铁   ⑷6.84%

解析：（1）第一步加氢氧化钠至PH=9.6，结合阅读资料可知会生成两种沉淀。它们分别是Zn（OH）2和Fe（OH）2，并且二者全部沉淀。可写2 NaOH+ ZnSO₄= Zn（OH）₂↓ +Na₂SO₄或2 NaOH+ FeSO₄= Fe（OH）₂↓ +Na₂SO₄

（2）操作a将反应后的物质分成了固体和液体，所以该操作为过滤。过滤需要漏斗。玻璃棒的作用主要是引流，以防液体溅出造成不必要的事故。

（3）因第一步加氢氧化钠至PH=9.6，Zn（OH）₂和Fe（OH）₂二者全部沉淀，生成硫酸钠。氢氧化钠过量，结合资料可知未产生氢氧化镁沉淀，即有硫酸镁和氢气体镁。

由1可知：固体1为Zn（OH）₂和Fe（OH）₂。即第二步加氢氧化钠至PH大于10.5，固体2应为Fe（OH）₂。固体2与稀硫酸反应后生成溶液3，所以溶液3的成分应为硫酸亚铁。

（4）可根据化学式进行计算：3.48g四氧化三铁含铁元素的质量为；=2.52g

则硫酸亚铁的质量为：= 6.84g

废液中硫酸亚铁的质量分数为=6.84%