【生产流程】
【查阅资料】
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示
温度/℃ | 0 | 10 | 30 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
溶解度/g | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 | 35.3 | 33.0 | 30.5 | 27.0 |
资料二:Fe(OH)2被氧气氧化的反应原理为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
资料三:获得Fe3O4的反应原理为Fe(OH)2+2Fe(OH)3 Fe3O4+4H2O。
资料四:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示;
①溶解时,用50℃至80℃的热水的目的是。
②写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式:。
③上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是。
④要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为。
⑤副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→→→d。
a.过滤 b.加热浓缩 c.冷却结晶 d.晶体加热至完全失去结晶水
【查阅资料】
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4 , 再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种。
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:
【实验分析】因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组。
甲组:
a.该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质,B中的最佳试剂是(填序号)。
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
b.上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,能起到的作用是:
①实验开始时,排尽装置中的空气,防止。
②停止加热后,继续通CO气体,防止,以及B中的溶液倒吸入A中;
③在本实验中,CO气体还能起到的作用是。
乙组:利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线如图。
c.写出BC段发生反应的化学方程式:。
d.通过分析计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是(不需要写过程)。