Question

磁材氧化铁的化学名称是氧化铁（Fe₂O₃），它是电子、电信工业的磁性材料，工业上采用生产钛白粉的下脚料（含大量FeSO₄的废液）为原料来制备磁材氧化铁。

已知:煅烧中的化学反应方程式为：FeCO₃ → FeO + CO₂↑，4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃

（1）用98%的H₂SO₄的配制500mL的20%的H₂SO₄，所需玻璃仪器是                  

A．玻璃棒           B．烧杯          C．漏斗           D．250mL容量瓶   

E．500mL容量瓶         F．胶头滴管

（2）浓缩结晶后得到的晶体是                （填化学式），A中溶质是            ；此溶液中各

离子的浓度比较大小为：                                      。

（3） 20%H₂SO₄和铁皮的作用分别是                             。

（4）检验滤液中含有NH₄⁺的方法是                              。

（5）写出步骤“合成”中发生的化学变化（用化学方程式表示）：                    。

Answer

（1）ABEF（2）FeSO4·7H2O，( NH4)2 SO4；c(SO42-)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)

（3）硫酸作用Fe2+抑制的水解，铁皮的作用防止Fe3+的氧化。

（4）在试管中取滤液少许，加入足量的NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变兰色，则证明滤液中含有NH4+。

（5）FeSO4+2NH4HCO3 =FeCO3↓+( NH4)2 SO4+ CO2↑+H2O

【解析】

试题分析：下脚料中含有硫酸亚铁，硫酸和铁片发生反应硫酸亚铁，且稀硫酸能抑制硫酸亚铁水解，然后向容易中加入絮凝剂和水，得到吸附杂质的絮凝剂，然后过滤得到滤液，浓缩结晶滤液，得到七水硫酸亚铁，然后向溶液中加入碳酸氢铵，发生反应市场碳酸亚铁和硫酸铵和二氧化碳和谁，然后洗涤过滤得到A，滤液A为硫酸铵，将沉淀碳酸亚铁煅烧得到氧化铁。（1）用浓硫酸的配制500毫升20%的硫酸，所需要的玻璃仪器有起引流和搅拌作用的玻璃棒盛放溶液的烧杯，500毫升容量瓶和起定容作用的胶头滴管，所以选ABEF。（2）通过以上分析知，浓缩结晶后得到的晶体是FeSO4·7H2O，溶质是硫酸铵是强酸弱碱盐，铵根例子水解导致溶液呈酸性，但水解程度较小，根据电荷守恒得离子浓度关系为： c(SO42-)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-) 。（3）亚铁离子被氧化，加入铁片防止亚铁离子被氧化，硫酸亚铁易水解，为防止水解加入稀硫酸。（4）检验滤液中含有铵根离子的方法是在试管中取滤液少许，加入足量的NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变兰色，则证明滤液中含有NH4+。（5）通过以上分析可知该反应方程式为：FeSO4+2NH4HCO3 =FeCO3↓+( NH4)2 SO4+ CO2↑+H2O。

考点：物质分离和提纯的方法和基本实验操作的综合利用，铁的氧化物和氢氧化物

【名师点睛】在哪些情况下考虑盐的水解呢?

1.分析判断盐溶液酸碱性时要考虑水解。

2.确定盐溶液中的离子种类和浓度时要考虑盐的水解。

如Na2S溶液中含有哪些离子,按浓度由大到小的顺序排列:

C(Na+)>C(S2-)>C(OH-)>C(HS-)>C(H+)

或:C(Na+)+C(H+)=2C(S2-)+C(HS-)+C(OH-)

3.配制某些盐溶液时要考虑盐的水解

如配制FeCl3,SnCl4,Na2SiO3等盐溶液时应分别将其溶解在相应的酸或碱溶液中。

4.制备某些盐时要考虑水解Al2S3,MgS,Mg3N2等物质极易与水作用,它们在溶液中不能稳定存在,所以制取这些物质时,不能用复分解反应的方法在溶液中制取,而只能用干法制备。

5.某些活泼金属与强酸弱碱溶液反应,要考虑水解

如Mg,Al,Zn等活泼金属与NH4Cl,CuSO4,AlCl3等溶液反应.3Mg+2AlCl3+6H2O=3MgCl2+2Al(OH)3↓+3H2↑

6.判断中和滴定终点时溶液酸碱性,选择指示剂以及当pH=7时酸或碱过量的判断等问题时,应考虑到盐的水解.如CH3COOH与NaOH刚好反应时pH>7,若二者反应后溶液pH=7,则CH3COOH过量。指示剂选择的总原则是,所选择指示剂的变色范围应该与滴定后所得盐溶液的pH值范围相一致。即强酸与弱碱互滴时应选择甲基橙;弱酸与强碱互滴时应选择酚酞。

7.制备氢氧化铁胶体时要考虑水解.FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl

8.分析盐与盐反应时要考虑水解.两种盐溶液反应时应分三个步骤分析考虑:

(1)能否发生氧化还原反应;(2)能否发生双水解互促反应;

(3)以上两反应均不发生,则考虑能否发生复分解反应.

9.加热蒸发和浓缩盐溶液时,对最后残留物的判断应考虑盐类的水解