Question

10．化學(xué)興趣小組的同學(xué)用廢棄的鐵屑和磁性氧化鐵來(lái)制取綠礬和硝酸鐵溶液．
（1）甲同學(xué)將沾滿油污的廢鐵屑放入100mL 3mol•L^-1的碳酸鈉溶液中加熱煮沸5分鐘，再用蒸餾水沖洗干凈，加入過(guò)量的稀硫酸，待燒杯中無(wú)固體剩余后，將溶液加熱濃縮，冷卻結(jié)晶得綠礬．
①將鐵屑放入碳酸鈉溶液中加熱煮沸的目的是除去鐵屑表面的油污．
②鐵屑加入稀硫酸開(kāi)始時(shí)觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生．
③濃縮溶液時(shí)需要的玻璃儀器是玻璃棒、酒精燈．
④你認(rèn)為甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題是無(wú)鐵粉剩余，不能確定有無(wú)Fe³⁺，得到的綠礬可能不純．
（2）乙同學(xué)將一塊Fe₃O₄加入100mL稀硝酸中，發(fā)現(xiàn)有無(wú)色氣體生成．
①配平下列化學(xué)方程式：
3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）₃+1NO↑+14H₂O
②上述反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3：1．
③檢驗(yàn)產(chǎn)物中有無(wú)Fe²⁺的方法是取反應(yīng)后的溶液滴1滴酸性高錳酸鉀溶液，若紫色褪去，說(shuō)明有Fe²⁺，反之，則無(wú)．

Answer 1

分析 （1）①本實(shí)驗(yàn)用的是沾滿油污的廢鐵屑，而碳酸鈉水解使溶液呈堿性，油污在堿性條件下能水解，據(jù)此答題；
②鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵；
③濃縮溶液就是將溶液中水份蒸發(fā)，可以根據(jù)蒸發(fā)裝置答題；
④廢棄的鐵屑中有可能有部分鐵被氧化成鐵離子，所以所得溶液中可能有鐵離子；
（2）①根據(jù)化合價(jià)升降配平化學(xué)方程式；
②化合價(jià)升高的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，化合價(jià)降低的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，根據(jù)方程式答題；
③Fe²⁺具有還原性，可以將高錳酸鉀還原，使紫色褪去，據(jù)此答題．

解答 解：（1）①本實(shí)驗(yàn)用的是沾滿油污的廢鐵屑，而碳酸鈉水解使溶液呈堿性，油污在堿性條件下能水解，升高溫度，水解程度增大，將鐵屑放入碳酸鈉溶液中加熱煮沸的目的是除去鐵屑表面的油污，
故答案為：除去鐵屑表面的油污；
②鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，鐵屑加入稀硫酸開(kāi)始時(shí)觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，
故答案為：有氣泡產(chǎn)生；
③濃縮溶液就是將溶液中水份蒸發(fā)，蒸發(fā)裝置中用到的玻璃儀器有玻璃棒、酒精燈，
故答案為：玻璃棒、酒精燈；
④廢棄的鐵屑中有可能有部分鐵被氧化成鐵離子，所以所得溶液中可能有鐵離子，得到的綠礬不純，所以甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題是無(wú)鐵粉剩余，不能確定有無(wú)Fe³⁺，得到的綠礬可能不純，
故答案為：無(wú)鐵粉剩余，不能確定有無(wú)Fe³⁺，得到的綠礬可能不純；
（2）①在反應(yīng)中，F(xiàn)e₃O₄中的部分鐵為+2價(jià)，反應(yīng)后變化+3價(jià)，每摩爾Fe₃O₄升高1價(jià)，硝酸中的氮元素從+5價(jià)變?yōu)?2價(jià)，每摩爾HNO₃ 降3價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等可知，1mol硝酸可以氧化3molFe₃O₄，結(jié)合元素守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式為3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）₃+1NO↑+14H₂O，
故答案為：3；28；9；1；14；
②化合價(jià)升高的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，化合價(jià)降低的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，根據(jù)方程式3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）₃+1NO↑+14H₂O可知，1mol硝酸可以氧化3molFe₃O₄，所以反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3：1，
故答案為：3：1；
③Fe²⁺具有還原性，可以將高錳酸鉀還原，使紫色褪去，檢驗(yàn)產(chǎn)物中有無(wú)Fe²⁺的方法是取反應(yīng)后的溶液滴1滴酸性高錳酸鉀溶液，若紫色褪去，說(shuō)明有Fe²⁺，反之，則無(wú)，
故答案為：取反應(yīng)后的溶液滴1滴酸性高錳酸鉀溶液，若紫色褪去，說(shuō)明有Fe²⁺，反之，則無(wú)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的含量測(cè)定，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大，注意把握相關(guān)實(shí)驗(yàn)基本方法和注意事項(xiàng)．