Question

铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛。利用FeSO₄制备还原铁粉的工业流程如下：

实验室中可用FeSO₄(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH₄HCO₃在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。

（1）装置A的名称是________，装置B中盛放的试剂是________，NH₄HCO₃盛放在装置________中。

（2）实验过程中，欲将生成的FeSO₄溶液和NH₄HCO₃溶液混合制FeCO₃沉淀，操作方法是________________，发生主要反应的离子方程式为_____________________。FeSO₄溶液要现用现配制的原因是____________，检验久置的FeSO₄是否变质的方法是______________。

（3）干燥过程主要目的是脱去游离水，过程中会有少量FeCO₃在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为____________________________，取干燥后的FeCO₃样品12.49 g，与碳混合后焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量：________g。

Answer

分液漏斗 铁粉 C (待D处的气体纯净后)关闭活塞3，打开活塞2 Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O) 亚铁离子易被氧化 取样品配成溶液，取少量溶液于试管中，再向试管中加入KSCN溶液，观察是否显血红色(合理答案即得分) 4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2 0.89

【解析】本题分析：本题主要考查对于利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程的评价。

(1)装置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，装置B中盛放铁粉，稀硫酸与铁粉反应生成H2和FeSO4。装置C中盛放NH4HCO3。

(2)检验D处氢气已纯净时，表明装置中空气已排尽，关闭活塞3，打开活塞2，在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应。发生主要反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O) 。FeSO4具有还原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要现用现配。用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。

(3)FeCO3、H2O、O2反应生成FeOOH和CO2，反应的化学方程式为4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2。设干燥后的FeCO3样品中FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y，则x×116 g·mol－1＋y×89 g·mol－1＝12.49 g,56 g·mol－1×(x＋y)＝6.16 g，解得：x＝0.1 mol，y＝0.01 mol。故m(FeOOH)＝0.89 g。