Question

氧化铁是一种红色的颜料，在工业上常以富含硫酸亚铁的废液为原料生产氧化铁，其主要流程如下：

已知步骤①中硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如下表所示．

温度/℃	0	10	30	50	56.7	60	64	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.2	35.3	35.6	33.0	30.5	27.0
析出晶体	FeSO4•7H2O	FeSO4•4H2O	FeSO4•H2O

若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO₄•7H₂O，控制的温度（t）为 ________________；

（1）步骤②需加一定量硫酸，其主要目的是________________；

（2）生产FeCO₃浊液的离子方程式为________________；

（3）FeCO₃浊液露置在空气中会出现红褐色的固体，该变化的化学方程式为___________；

（4）已知FeSO₄•7H₂O晶体在加热条件下发生反应，其中一种生成物会用于涂料中的着色剂。请写出FeSO₄•7H₂O分解的反应式___________________；利用如图装置可检验该反应的气体产物。

请填写下列空白：

①仪器的连接顺序为a 接_______、_____接_______、____接________、___接_____；

②装置C中的X为____________________。

Answer

t＜56.7℃（1）抑制FeSO4的水解（2）Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+CO2↑+H2O

（3）4FeCO3+6H2O+O2═4Fe(OH)3+4CO2

（4）FeSO4•7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑

①f（或g） g（或f） d e h I b ②氯化钡溶液

【解析】

试题分析：依据图表数据分析，0℃时析出晶体FeSO4•7H2O14g，t＞56.7℃时析出晶体FeSO4•4H2O，所以析出晶体FeSO4•7H2O的温度范围应为t＜56.7℃；（1）步骤②需加一定量硫酸，除了保证铁屑充分反应外，由于亚铁离子水解显酸性，加过量硫酸，增大H+浓度，使Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动，从而抑制Fe2+的水解；（2）亚铁离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸亚铁沉淀和二氧化碳、水，其反应的离子方程式为：Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+CO2↑+H2O；（3）FeCO3与氧气、水反应生成氢氧化铁和二氧化碳，其化学方程式为：4FeCO3+6H2O+O2═4Fe(OH)3+4CO2；（4）绿矾分解的化学方程式为FeSO4•7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑①分解生成的有二氧化硫、三氧化硫和水蒸气，利用图3装置可检验该反应的气体产物，先利用D装置检验生成的水蒸气，通过C装置冷却是为了吸收三氧化硫，通过装置E检验二氧化硫气体的存在，最后剩余气体通过B装置吸收尾气，仪器的连接顺序为a、f（或g）、g（或f）、d、e、h、i、b；②通过C装置冷却是为了吸收三氧化硫，装置C中的X为吸收三氧化硫的氯化钡溶液。

【考点定位】考查生产氧化铁化学工业流程、FeSO4•7H2O受热产物的检验。

【名师点晴】本题主要是物质性质和制备性质的理解和实验基本操作的分析判断，侧重于考查学生对所学知识的应用能力，及实验探究能力，其中正确的流程分析是解题关键，具体分析：以富含硫酸亚铁的废液为原料生产氧化铁，其主要流程：废液结晶得到FeSO4•7H2O，加一定量硫酸溶解，抑制FeSO4的水解，加入碳酸氢铵，FeSO4溶液中加入碳酸氢铵经反应可生成碳酸亚铁固体和硫酸铵溶液，碳酸亚铁固体经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成Fe2O3。