Question

鐵有許多重要的化合物，除中學(xué)化學(xué)常見的三種氧化物和兩種氫氧化物外，還有許多鹽．FeSO₄?7H₂O，是一種淺綠色晶體，俗稱綠礬，常用于處理含有氧化性離子的廢水．現(xiàn)用綠礬對(duì)某工廠廢水（含有強(qiáng)氧化性離子Cr₂O₇^2-）進(jìn)行處理．
（1）綠礬除用鐵粉與硫酸反應(yīng)生成而來，工業(yè)上還可用空氣、水、黃鐵礦（主要成分為FeS₂）來制�。�已知該反應(yīng)除生成硫酸亞鐵，還生成一種中學(xué)化學(xué)常見的強(qiáng)酸，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（2）試配平：

 

Fe²⁺+

 

Cr₂O₇^2-+

 

=

 

Fe³⁺+

 

Cr³⁺+

 

H₂O
（3）若該廢水經(jīng)處理后Cr³⁺的含量為1×10^-2mol?m^-3，理論上83.4kg綠礬可以處理該廢水

 

噸（已知廢水的密度為1g/cm³）．

Answer 1

分析：（1）黃鐵礦（主要成分為FeS₂）來制�。�已知該反應(yīng)除生成硫酸亞鐵，還生成一種中學(xué)化學(xué)常見的強(qiáng)酸，這種強(qiáng)酸與硫元素有關(guān)只能是硫酸，硫由-1價(jià)變成+6價(jià)，說明硫被氧化，故空氣中的氧氣作氧化劑；
（2）首先分析哪些元素化合價(jià)發(fā)生了變化，然后根據(jù)化合價(jià)升降守恒去配平；
（3）根據(jù)（2）中Cr³⁺和綠礬的關(guān)系列出關(guān)系來求解；

解答：解：（1）黃鐵礦（主要成分為FeS₂）來制�。�已知該反應(yīng)除生成硫酸亞鐵，還生成一種中學(xué)化學(xué)常見的強(qiáng)酸，這種強(qiáng)酸與硫元素有關(guān)只能是硫酸，硫由-1價(jià)變成+6價(jià)，說明硫被氧化，故空氣中的氧氣作氧化劑，反應(yīng)方程式為2FeS₂+7O₂+2H₂O=2FeSO₄+2H₂SO₄，
故答案為：2FeS₂+7O₂+2H₂O=2FeSO₄+2H₂SO₄；
（2）Fe²⁺由+2→+3，升高1，而Cr₂O₇^2-由+6→+3，降低3×2，兩者最小公倍數(shù)為6，然后根據(jù)電荷守恒，后面正電荷數(shù)多而且少氫，故是氫離子參與反應(yīng)，6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6，1，14H⁺，6，2，7；
（3）由 （2）可知       6FeSO₄?7H₂O～2 Cr³⁺  
                      6×278g         2mol
                     83400g          n（Cr³⁺ ）
  則 n（Cr³⁺ ）=100mol
所以廢水的體積為=10⁷cm³，所以廢水量為

100mol

1×10-2mol?m-3

×106

cm3

m3

=1×10¹⁰cm³
1×10¹⁰cm³ ×1g/cm³×

1t

106g

=1×10⁴t，
故答案為1×10⁴．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反的配平和有計(jì)算，學(xué)生只要抓住化合價(jià)升降守恒和關(guān)系式解題就得心應(yīng)手．