（2014•镇江模拟）工业绿矾（主要成分FeSO4•7H2O），其中所含固体杂质不含铁元素、不溶于水、加热也不分解．用铁的质量分数为18%以上的工业绿矾可生产复印用高档Fe3O4粉．（一）原料工

Question

（2014•镇江模拟）工业绿矾（主要成分FeSO₄•7H₂O），其中所含固体杂质不含铁元素、不溶于水、加热也不分解．用铁的质量分数为18%以上的工业绿矾可生产复印用高档Fe₃O₄粉．
（一）原料工业绿矾中铁的质量分数测定
称取30g硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热，使其完全分解，相关数据如图2，对所得产物进行探究，并测定样品中铁的质量分数．
【查阅资料1】绿矾晶体在T₁时开始分解，T₂时完全失去水，T₃时FeSO₄开始分解．
（1）实验前，应先______．
（2）装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有______，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有______．
（3）装置A中固体变成红棕色，放入稀盐酸，得黄色溶液，则该红棕色固体是______．
（4）装置D球形干燥管的作用______．
（5）从理论上分析，硫酸亚铁晶体分解还生成SO₃．根据相关数据分析：①图2中T₃至T₄过程的反应化学方程式

2FeSO₄(高温.)/()Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑

2FeSO₄(高温.)/()Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑

；②样品中铁的质量分数=______．
（6）实验中要持续通入氮气，否则测出的铁的质量分数会______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（二）生产复印用高档Fe₃O₄粉
【生产流程】

【查阅资料2】
①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

②Fe（OH）₂易氧化：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃
③获得Fe₃O₄的反应原理为：Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃(△.)/()Fe₃O₄+4H₂O
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是______．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式______．
（3）副产品P的化学式是______．
（4）沉淀M需洗净，检验是否洗净的方法是______．
（5）若流程中产生的Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的质量比为50：107，则所得产品是______的Fe₃O₄（填“纯净”或“不纯净”）．

Answer 1

【查阅资料1】
（1）实验前，应先检查装置的气密性．
故填：检查装置的气密性．
（2）装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有二氧化硫．
故填：水；二氧化硫．
（3）装置A中固体变成红棕色，放入稀盐酸，得黄色溶液，则该红棕色固体是氧化铁．
故填：氧化铁．
（4）装置D球形干燥管的作用防止蒸馏水倒吸．
故填：防止蒸馏水倒吸．
（5）①图2中T₃至T₄过程的反应化学方程式为：2FeSO₄(高温.)/()Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
故填：2FeSO₄(高温.)/()Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
②设反应生成的氧化铁的质量为x，
2FeSO₄•7H₂O(高温.)/()14H₂O+SO₂↑+SO₃↑+Fe₂O₃ △m（包括水、二氧化硫、三氧化硫）
   556                            160     396 
                                   x    30.0g-10.2g
(160)/(x)=(396)/(30.0g−10.2g)，
x=8g，
铁元素的质量为：8g×(112)/(160)×100%=5.6g，
样品中铁元素的质量分数为：(5.6g)/(30.0g)×100%=18.7%；
故填：18.7%．
（6）如果不通入氮气，分解产生的水蒸汽在A管中冷凝，A管质量差变小，通过上述计算过程可以知道铁元素计算的质量变小，铁元素的质量分数会偏小．
故填：偏小．
【查阅资料2】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率．
故填：在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率．
（2）氢氧化钠和硫酸亚铁反应的化学方程式为：2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄．
故填：2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄．
（3）副产品P是硫酸钠，硫酸钠的化学式是Na₂SO₄．
故填：Na₂SO₄．
（4）沉淀M需洗净，检验是否洗净的方法是取最后洗涤液，滴加BaCl₂溶液，如果产生白色沉淀，说明洗涤不干净；如果不产生白色沉淀，说明洗涤干净．
故填：取最后洗涤液，滴加BaCl₂溶液．
（5）Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃(△.)/()Fe₃O₄+4H₂O中，Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的质量比为90：107，若流程中产生的Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的质量比为50：107，因为90：107不等于50：107，则所得产品是不纯净的四氧化三铁．
故填：不纯净．