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2.工业上用共沉淀法制备活性Fe3O4的流程如下:

试回答下列问题:
(1)在制备过程中,不但要将块状固体原料粉碎、磨成粉末,而且反应池、合成池都要安装搅拌机.作用都是增加反应物之间的接触面积,增加反应速率,提高生产效率.
(2)在反应池中几乎没有气体产生.在反应池中生成亚铁离子的反应的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe2O3+Fe+6H+═3Fe2++3H2O
(3)在合成池里生成Fe3O4反应的离子方程式为Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O,反应温度需控制在50℃,其方法是水浴加热.
(4)根据以上反应可知,配料中心很可能使混合物中的Fe2O3与Fe物质的量之比接近4:1.
(5)在分离车间进行过滤、洗涤和烘干等操作可得活性Fe3O4

分析 (1)固体的表面积越大,反应速率越快;
(2)三氧化二铁与铁单质在酸性条件下反应生成亚铁离子;
(3)Fe2+与Fe3+在碱性条件下反应生成Fe3O4;水浴加热方便控制温度;
(4)没有气体产生,说明铁刚好使三价铁转化为二价铁,由于在1molFe3O4中可以认为有二价的氧化亚铁和三价的三氧化铁各1mol,设Fe为Xmol,Fe2O3为ymol,生成1molFe3O4,根据Fe+2Fe3+=3Fe2+解题;
(5)过滤、洗涤和烘干得到产品.

解答 解:(1)固体的表面积越大,反应速率越快,所以在工业生产中,将块状固体磨成粉末,并在反应池中安装搅拌机,目的是增加反应速率,故答案为:增加反应物之间的接触面积,增加反应速率,提高生产效率;
(2)三氧化二铁与铁单质在酸性条件下反应生成亚铁离子,离子方程式为Fe2O3+Fe+6H+═3Fe2++3H2O,故答案为:2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe2O3+Fe+6H+═3Fe2++3H2O;
(3)Fe2+与Fe3+在碱性条件下反应生成Fe3O4,反应的离子方程式为:Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O;水浴加热方便控制温度,故答案为:Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O;水浴加热;
(4)没有气体产生,说明铁刚好使三价铁转化为二价铁,由于在1molFe3O4中可以认为有二价的氧化亚铁和三价的三氧化铁各1mol,
设Fe为Xmol,Fe2O3为ymol,生成1molFe3O4,根据Fe+2Fe3+=3Fe2+则有:
X+2Y=3
3X=1
解得X=$\frac{1}{3}$;
Y=$\frac{4}{3}$,故铁和三氧化铁的物质的量为1:4.
故答案为:4:1;
(5)进行过滤、洗涤和烘干可得活性Fe3O4,故答案为:过滤、洗涤.

点评 本题考查物质的分离、提纯和除杂等实验问题,题目难度中等,注意实验基本操作方法,把握实验原理.

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