【題目】四氧化三鐵可用于醫(yī)療器械、電子等工業(yè)。某實(shí)驗(yàn)興趣小組從工廠采集廢液(含F(xiàn)eSO4和少量ZnSO4、MgSO4,進(jìn)行四氧化三鐵的制備實(shí)驗(yàn)。

【閱讀資料】

(125℃時(shí),去氧化物沉淀的pH范圍如表。

Zn(OH2

Fe(OH2

Mg(OH2

開始沉淀的pH

5.7

7.6

10.4

沉淀完全的pH

8.0

9.6

12.4

(225℃時(shí),Zn(OH2可溶于pH>10.5的堿溶液。

(3制備Fe3O4的實(shí)驗(yàn)流程如下:

【回答問題】

(1往廢液中加入氫氧化鈉溶液生成沉淀的化學(xué)方程式為 (寫一個即可。

(2操作a的名稱為 。該操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、 等。玻璃棒在此操作中的主要作用是 。

(3溶液1所含溶質(zhì)有 (至少寫兩種;溶液3所含溶質(zhì)的主要成分為 。

(4該實(shí)驗(yàn)取廢液100g,最終得到產(chǎn)品四氧化三鐵質(zhì)量為3.48g,則原廢液中硫酸亞鐵溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于 (精確到0.01%

【答案】(1)2NaOH+ ZnSO4= Zn(OH2 +Na2SO4或2 NaOH+ FeSO4= Fe(OH2 +Na2SO4

(2)過濾、漏斗、引流(攪拌

(3)硫酸鎂、硫酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鎂(兩種即可、硫酸亞鐵

(4)6.84%

解析(1第一步加氫氧化鈉至PH=9.6,結(jié)合閱讀資料可知會生成兩種沉淀。它們分別是Zn(OH2和Fe(OH2,并且二者全部沉淀?蓪2 NaOH+ ZnSO4= Zn(OH2 +Na2SO4或2 NaOH+ FeSO4= Fe(OH2 +Na2SO4

(2操作a將反應(yīng)后的物質(zhì)分成了固體和液體,所以該操作為過濾。過濾需要漏斗。玻璃棒的作用主要是引流,以防液體濺出造成不必要的事故。

(3因第一步加氫氧化鈉至PH=9.6,Zn(OH2和Fe(OH2二者全部沉淀,生成硫酸鈉。氫氧化鈉過量,結(jié)合資料可知未產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀,即有硫酸鎂和氫氣體鎂。

由1可知:固體1為Zn(OH2和Fe(OH2。即第二步加氫氧化鈉至PH大于10.5,固體2應(yīng)為Fe(OH2。固體2與稀硫酸反應(yīng)后生成溶液3,所以溶液3的成分應(yīng)為硫酸亞鐵。

(4可根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算:3.48g四氧化三鐵含鐵元素的質(zhì)量為;=2.52g

則硫酸亞鐵的質(zhì)量為:= 6.84g

廢液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=6.84%

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