Question

4．鐵及其化合物在日常生活中有廣泛應(yīng)用．
（1）寫出Fe（OH）₂轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃的化學(xué)方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（2）綠礬（FeSO₄•7H₂O）是補(bǔ)血?jiǎng)┑脑�料，易變質(zhì)．檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)取樣品溶于水，滴加酸性高錳酸鉀溶液，如溶液褪色，則表示樣品沒有完全變質(zhì)（或滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則樣品沒有完全變質(zhì)）
（3）利用綠礬制備還原鐵粉的工業(yè)流程如圖1：

①干燥過(guò)程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水，過(guò)程中會(huì)有少量FeCO₃•nH₂O在空氣中被氧化為FeOOH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO₃•nH₂O+O₂=4FeOOH+4CO₂+（4n-2）H₂O
②取干燥后的FeCO₃樣品12.49g，焙燒，最終得到還原鐵粉6.16g，計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量0.89g
（4）以羰基化合物為載體運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理分離、提純某納米級(jí)活性鐵粉（含有一些不反應(yīng)的雜質(zhì)），反應(yīng)裝置如圖2．Fe（s）+5CO（g）?Fe（CO）₅（g）△H＜0
T₁＜T₂（填“＞”、“＜”或“=”），判斷理由是鐵粉和一氧化碳化合成羰基合鐵時(shí)放出熱量，低溫有利于合成易揮發(fā)的羰基合鐵，羰基合鐵易揮發(fā)，雜質(zhì)殘留在玻璃管左端；當(dāng)羰基合鐵揮發(fā)到較高溫度區(qū)域T₂時(shí)，羰基合鐵分解，純鐵粉殘留在右端，一氧化碳循環(huán)利用．

Answer 1

分析 （1）Fe（OH）₂與氧氣水反應(yīng)生成Fe（OH）₃；
（2）綠礬（FeSO₄•7H₂O）易變質(zhì)，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液；檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)即檢驗(yàn)樣品中是否存在Fe²⁺，可利用Fe²⁺的還原性進(jìn)行檢驗(yàn)或用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案為取樣品溶于水，滴加酸性高錳酸鉀溶液，如溶液褪色，則表示樣品沒有完全變質(zhì)；
（3）①FeCO₃•nH₂O被空氣氧化為FeOOH，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平書寫；
②依依據(jù)鐵元素守恒和質(zhì)量關(guān)系計(jì)算；
（4）鐵粉和一氧化碳化合成羰基合鐵時(shí)放出熱量，低溫有利于合成易揮發(fā)的羰基合鐵，羰基合鐵易揮發(fā)，雜質(zhì)殘留在玻璃管左端；當(dāng)羰基合鐵揮發(fā)到較高溫度區(qū)域T2時(shí)，羰基合鐵分解，純鐵粉殘留在右端，一氧化碳循環(huán)利用．

解答 解：（1）Fe（OH）₂與氧氣水反應(yīng)生成Fe（OH）₃，化學(xué)方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）綠礬（FeSO₄•7H₂O）易變質(zhì)，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液；檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)即檢驗(yàn)樣品中是否存在Fe²⁺，可利用Fe²⁺的還原性進(jìn)行檢驗(yàn)或用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案為取樣品溶于水，滴加酸性高錳酸鉀溶液，如溶液褪色，則表示樣品沒有完全變質(zhì)（或滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則樣品沒有完全變質(zhì)），
故答案為：KSCN溶液；取樣品溶于水，滴加酸性高錳酸鉀溶液，如溶液褪色，則表示樣品沒有完全變質(zhì)（或滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則樣品沒有完全變質(zhì)）；
（3）①干燥過(guò)程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水，過(guò)程中會(huì)有少量FeCO₃•nH₂O被空氣氧化為FeOOH，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒，寫出化學(xué)方程式為：4FeCO₃•nH₂O+O₂=4FeOOH+4CO₂↑+（4n-2）H₂O，故答案為：4FeCO₃•nH₂O+O₂=4FeOOH+4CO₂↑+（4n-2）H₂O；
②設(shè)樣品中FeCO₃的物質(zhì)的量為xmol，F(xiàn)eOOH的物質(zhì)的量為ymol，則
116x+89y=12.49
x+y=$\frac{6.16}{56}$=0.11
解得y=0.01mol，樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量為0.89g，故答案為：0.89g；
（4）反應(yīng)Fe（s）+5CO（g）?Fe（CO）₅（g）△H＜0，鐵粉和一氧化碳化合成羰基合鐵時(shí)放出熱量，低溫有利于合成易揮發(fā)的羰基合鐵，羰基合鐵易揮發(fā)，雜質(zhì)殘留在玻璃管左端；當(dāng)羰基合鐵揮發(fā)到較高溫度區(qū)域T2時(shí)，羰基合鐵分解，純鐵粉殘留在右端，一氧化碳循環(huán)利用，故T₁＜T₂，
故答案為：＜；鐵粉和一氧化碳化合成羰基合鐵時(shí)放出熱量，低溫有利于合成易揮發(fā)的羰基合鐵，羰基合鐵易揮發(fā)，雜質(zhì)殘留在玻璃管左端；當(dāng)羰基合鐵揮發(fā)到較高溫度區(qū)域T₂時(shí)，羰基合鐵分解，純鐵粉殘留在右端，一氧化碳循環(huán)利用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析判斷和反應(yīng)產(chǎn)物的計(jì)算判斷，元素守恒、元素化合價(jià)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．