Question

【題目】工業(yè)上可以用廢鐵屑制備活性Fe3O4 ， 流程如圖1：
（1）在制備過(guò)程中，不但要將塊狀固體原料粉碎、磨成粉末，作用是 ．
（2）在合成池里生成Fe3O4的離子方程式為 ．
（3）根據(jù)流程可知，配料中心很可能使混合物中的Fe2O3與Fe物質(zhì)的量之比接近 ．
（4）某同學(xué)利用廢鐵屑（含F(xiàn)e和Fe2O3）來(lái)制取FeCl36H2O晶體，同時(shí)測(cè)定混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，裝置如圖2（夾持裝置略，氣密性已檢驗(yàn)）： 操作步驟如下：
I．打開(kāi)彈簧夾K1、關(guān)閉彈簧夾K2 ， 并打開(kāi)活塞a，緩慢滴加鹽酸．
Ⅱ．當(dāng)…時(shí)，關(guān)閉彈簧夾K1打開(kāi)彈簧夾K2 ， 當(dāng)A中溶液完全進(jìn)入燒杯后關(guān)閉活塞a．
Ⅲ．將燒杯中溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾后得到FeC136H2O晶體．
請(qǐng)回答：
①操作Ⅱ中“…”的內(nèi)容是 ， 燒杯中的現(xiàn)象是 ， 相應(yīng)的方程式是、_．（是離子反應(yīng)的寫(xiě)離子方程式）
②若混合物質(zhì)量為m g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得B中所得的氣體是V mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)），該同學(xué)由此計(jì)算出此廢鐵屑中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 ，該數(shù)值比實(shí)際數(shù)值偏低，若實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作無(wú)誤，偏低的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增加反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率
（2）Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O
（3）4：1
（4）當(dāng)A中固體完全消失；無(wú)色溶液逐漸變黃，有氣泡產(chǎn)生；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；2H2O2 2H2O+O2↑；Fe3+和Fe發(fā)生反應(yīng)消耗部分Fe，使與鹽酸反應(yīng)的Fe相應(yīng)減少
【解析】解：（1）固體的表面積越大，反應(yīng)速率越快，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，將塊狀固體磨成粉末，并在反應(yīng)池中安裝攪拌機(jī)，目的是增加反應(yīng)速率，所以答案是：增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增加反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率；（2）Fe2+與Fe3+在堿性條件下反應(yīng)生成Fe3O4 ， 反應(yīng)的離子方程式為：Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O；所以答案是：Fe2++2Fe3++8OH﹣=Fe3O4↓+4H2O；（3）沒(méi)有氣體產(chǎn)生，說(shuō)明鐵剛好使三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵，由于在1molFe3O4中可以認(rèn)為有二價(jià)的氧化亞鐵和三價(jià)的三氧化鐵各1mol， 設(shè)Fe為Xmol，F(xiàn)e2O3為ymol，生成1molFe3O4 ， 根據(jù)Fe+2Fe3+=3Fe2+則有：
X+2Y=3；3X=1
解得X= ；Y= ，故Fe2O3與Fe物質(zhì)的量之比為4：1；
所以答案是：4：1；（4）①當(dāng)A中固體完全消失，鐵完全和鹽酸反應(yīng)后，反應(yīng)結(jié)束；當(dāng)A中溶液完全進(jìn)入燒杯，生成的氯化亞鐵被氧化成黃色的氯化鐵，生成的氯化鐵作催化劑，使雙氧水分解，反應(yīng)的方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，2H2O2 2H2O+O2↑，
故答案是：當(dāng)A中固體完全消失；無(wú)色溶液逐漸變黃，有氣泡產(chǎn)生；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，2H2O2 2H2O+O2↑；
②由于廢鐵屑中含有氧化鐵，和鹽酸反應(yīng)生成的三價(jià)鐵離子能夠和鐵反應(yīng)，導(dǎo)致鐵減少，置換的氫氣體積減少，
故答案是：Fe3+和Fe發(fā)生反應(yīng)消耗部分Fe，使與鹽酸反應(yīng)的Fe相應(yīng)減少．