Question

20．四氧化三鐵可用于醫(yī)療器械、電子等工業(yè)．某實驗興趣小組從工廠采集廢液（含F(xiàn)eSO₄和少量ZnSO₄、MgSO₄），進行四氧化三鐵的制備實驗．
【閱讀資料】
（1）25℃時，氫氧化物沉淀的pH范圍如表．

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

（2）25℃時，Zn（OH）₂可溶于pH＞10.5的堿溶液．
（3）制備Fe₃O₄的實驗流程如圖：

【回答問題】
（1）往廢液中加入氫氧化鈉溶液生成沉淀的化學方程式為（寫一個即可）2NaOH+ZnSO₄═Zn（OH）₂↓+Na₂SO₄【或2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄】．
（2）溶液1所含溶質(zhì)有（至少寫兩種）硫酸鎂、硫酸鈉；溶液3所含溶質(zhì)的主要成分為硫酸亞鐵．
（3）該實驗取廢液100g，最終得到產(chǎn)品四氧化三鐵質(zhì)量為2.32g，則原廢液中硫酸亞鐵溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)不低于4.56%（精確到0.01%）．

Answer 1

分析 （1）加入氫氧化鈉溶液后，可以判斷能形成得到氫氧化鋅和氫氧化亞鐵沉淀，可以據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）加入氫氧化鈉后，硫酸鋅和氫氧化鈉反應生成了硫酸鈉，氫氧化鎂只有在pH值等于10.4時，才會沉淀，所以溶液中還含有硫酸鎂，向固體1中加入氫氧化鈉溶液，根據(jù)題給信息可以知道25℃時，Zn（OH）₂可溶于pH＞10.5的堿溶液，所以氫氧化鋅要溶解，剩余的固體2為氫氧化亞鐵，所以加入稀硫酸后溶液3的溶質(zhì)為硫酸亞鐵，可以據(jù)此解答該題；
（3）根據(jù)鐵元素的質(zhì)量守恒來完成該題的解答．

解答 解：（1）加入氫氧化鈉溶液后，可以判斷能形成得到氫氧化鋅和氫氧化亞鐵沉淀，該反應的化學方程式為：2NaOH+ZnSO₄═Zn（OH）₂↓+Na₂SO₄【或2NaOH+FeSO₄=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄】；故填：2NaOH+ZnSO₄═Zn（OH）₂↓+Na₂SO₄【或2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄】；
（2）加入氫氧化鈉后，硫酸鋅和氫氧化鈉反應生成了硫酸鈉，氫氧化鎂只有在pH值等于10.4時，才會沉淀，所以溶液中還含有硫酸鎂，向固體1中加入氫氧化鈉溶液，根據(jù)題給信息可以知道25℃時，Zn（OH）₂可溶于pH＞10.5的堿溶液，所以氫氧化鋅要溶解，剩余的固體2為氫氧化亞鐵，所以加入稀硫酸后溶液3的溶質(zhì)為硫酸亞鐵；故填：硫酸鎂、硫酸鈉；硫酸亞鐵；
（3）2.32g四氧化三鐵中鐵元素的質(zhì)量為：2.32g×$\frac{56×3}{56×3+16×4}$=1.68g；
所以硫酸亞鐵的質(zhì)量為：1.68g÷$\frac{56}{56+32+16×4}$=4.56g
所以原廢液中硫酸亞鐵溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4.56g}{100g}$×100%=4.56%
答：原廢液中硫酸亞鐵溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)不低于4.56%．

點評 要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備方法，以及與之相關(guān)的知識．然后，根據(jù)所給的實驗、問題情景，結(jié)合所學的相關(guān)知識和技能，以及自己的生產(chǎn)或生活經(jīng)驗所得，細致地分析題意，并細心地探究、推理后，按照題目要求進行認真地選擇或解答即可．