Question

【題目】硫酸廠的燒渣主要成分是Fe2O3，其次含少量的SiO2和FeS。工業(yè)上利用硫酸廠燒渣經(jīng)回收處理制得綠礬(FeSO4·7H2O)和一種聚鐵膠體[Fe(OH)SO4]n。綠礬是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分，而聚鐵膠體是重要的水處理劑。上述生產(chǎn)工藝流程如下：

請通過分析回答下列相關(guān)問題：

（1）灼燒產(chǎn)生的尾氣對(duì)大氣有污染，因此工業(yè)生產(chǎn)中必須進(jìn)行回收處理，下列方法可行的是_______________：

A．用氨水吸收 B. 直接用水吸收

C. 用濃硫酸吸收 D. 與空氣混合用石灰石粉末懸濁液吸收

（2）操作Ⅲ是_____________、_______________、過濾、洗滌、干燥保存等；

（3）在由溶液X制聚鐵膠體過程中①調(diào)節(jié)pH及②控制溫度目的是___________________。

（4）在反應(yīng)釜中FeS、O2及稀H2SO4反應(yīng)硫酸鐵等物質(zhì)，則反應(yīng)的離子方程式為___________________________；

（5）某研究性小組為探究綠礬(相對(duì)分子質(zhì)量：278)在隔絕空氣條件下加熱分解反應(yīng)的產(chǎn)物(已知分解產(chǎn)物全為氧化物)，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：

① 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，在點(diǎn)燃C處酒精噴燈之前應(yīng)先打開活塞通CO2，其目的是_____________。 裝置D的作用是______________________。

②該組同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置存在著一個(gè)明顯的缺陷是____________________________。

③該組同學(xué)稱取55.6 g綠礬按上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。待綠礬分解完全后，E瓶中產(chǎn)生了23.3 g白色沉淀。將C中固體產(chǎn)物投入足量稀硫酸中完全溶解得到溶液，取少量該溶液滴入KSCN溶液呈紅色；另取少量該溶液滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液不褪色。據(jù)寫出綠礬分解的化學(xué)方程式為__________________________。

Answer 1

【答案】（1）AD；（2）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；

（3）促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體；

（4）4FeS+3O2+12H+＝4Fe3++4S↓+6H2O；

（5）①排盡裝置內(nèi)的空氣；防倒吸（或作安全瓶）；

②沒有尾氣處理裝置；③2(FeSO4·7H2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。

【解析】

試題分析：（1）灼燒產(chǎn)生的氣體為SO2，SO2是引起酸雨的主要原因， SO2是酸性氧化物，常采用氨水或與石灰石吸收，故選項(xiàng)AD正確；(2)得到晶體，常采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；(3)調(diào)節(jié)pH的目的是：促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體；（4）根據(jù)信息以及流程圖，F(xiàn)eS＋O2＋H2SO4→Fe2(SO4)＋S＋H2O，Fe元素的化合價(jià)由＋2價(jià)→＋3價(jià)，化合價(jià)升高1價(jià)，S的價(jià)態(tài)由－2價(jià)→0價(jià)，化合價(jià)升高2價(jià)，共升高3價(jià)，O2中O的化合價(jià)由0價(jià)→－2價(jià)，共降低4價(jià)，最小公倍數(shù)是12，因此離子反應(yīng)方程式為：4FeS+ 3O2 + 12H+＝4Fe3++ 4S↓+6H2O；（5）①通CO2的目的是排除裝置的空氣，防止Fe2＋被氧氣氧化成Fe3＋，裝置D的作用是起安全瓶的作用；②缺少尾氣的處理的裝置；③E瓶中沉淀是BaSO4，說明C中產(chǎn)生SO3，即物質(zhì)的量為n(BaSO4)=n(SO3)=23.3/233mol=0.1mol，將C中固體產(chǎn)物投入足量稀硫酸中完全溶解得到溶液，取少量該溶液滴入KSCN溶液呈紅色，推出溶液含有Fe3＋，溶液滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液不褪色，說明溶液中不含F(xiàn)e2＋，n(FeSO4·7H2O)=55.6/278mol=0.2mol，根據(jù)硫元素守恒，因此灼燒后有SO2，且物質(zhì)的量為0.1mol，因此反應(yīng)方程式為：2(FeSO4·7H2O) Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。