Question

Fe₃O₄用途廣泛，是打印機(jī)、復(fù)印機(jī)墨粉的主要成分．
（1）配平下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

FeSO₄+

 

NaOH+

 

O₂→

 

Fe₃O₄+

 

Na₂SO₄+

 

H₂O
（2）以上反應(yīng)中氧化劑是

 

，被氧化元素是

 

；若用NaClO代替O₂，每生成1mol Fe₃O₄，參加反應(yīng)的NaClO為

 

mol．
（3）工業(yè)綠礬中FeSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.5%，在生產(chǎn)Fe₃O₄的過程中，若工業(yè)綠礬的投料速率是12.16kg/h，為使產(chǎn)品較純，鼓入空氣的速率應(yīng)為

 

 m³/h（設(shè)反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行，空氣中O₂體積分?jǐn)?shù)為20%；保留2位小數(shù)）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降相等配平該氧化還原反應(yīng)；
（2）根據(jù)化合價變化分析：氧化劑在反應(yīng)中得到電子，化合價降低被還原；根據(jù)電子守恒計算出每生成1mol Fe₃O₄，參加反應(yīng)的NaClO；
（3）先計算出綠礬的物質(zhì)的量，然后根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計算出鼓入空氣的速率．

解答：解：（1）先將Fe₃O₄看做整體，3個鐵原子化合價變化為：3×

8

3

-3×2=2價；1分子氧氣化合價變化為：2×2=2，化合價變化的最小公倍數(shù)的4，所以四氧化三鐵的計量數(shù)為2，氧氣的計量數(shù)為1，再根據(jù)觀察法配平，配平后的反應(yīng)方程式為：6FeSO₄+12NaOH+O₂=2Fe₃O₄+6Na₂SO₄+6H₂O，
故答案為：6；12；1；2；6；6；
（2）反應(yīng)6FeSO₄+12NaOH+O₂=2Fe₃O₄+6Na₂SO₄+6H₂O中，氧氣化合價降低被還原，氧氣為氧化劑；硫酸亞鐵中亞鐵離子被氧化；NaClO代替O₂，次氯酸中氯元素化合價由+1變成-1價，化合價變化為2，1molFe₃O₄的化合價變化為2mol，所以需要次氯酸鈉的物質(zhì)的量為1mol，
故答案為：O₂；+2價Fe；1；
（3）鼓入的空氣應(yīng)恰好與FeSO₄完全反應(yīng)，12.16 kg工業(yè)綠礬中含F(xiàn)eSO₄的物質(zhì)的量：

12160g×52.5%

152g/mol

=42mol，
設(shè)鼓入空氣的速率應(yīng)為Vm³/h，
根據(jù)：6FeSO₄～O₂～2 Fe₃O₄
　    6mol       22.4L
     42mol    Vm³×10³L/m³×1/5
解得：V=0.78，
故答案為：0.78．

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的配平、氧化劑和還原劑的判斷、氧化還原反應(yīng)的簡單計算，題目難度中等，注意明確氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)及配平方法，能夠根據(jù)電子式完成簡單的化學(xué)計算．