Question

(19分)以硫鐵礦(主要成分為FeS₂)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl₃·6H₂O)的工藝流程如下：

(1)氧化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是                  ，檢驗(yàn)氧化生成的陽(yáng)離子的試劑是                。
(2)尾氣中主要含N₂、O₂、SO₂和少量的CO₂、H₂O，取標(biāo)準(zhǔn)狀況下的尾氣V L測(cè)定SO₂含量：
方案一：讓尾氣緩慢通過(guò)以下裝置。

①C儀器的名稱(chēng)是          ，該裝置的作用是            。
②實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入尾氣，再通入一定量氮?dú)�。若通過(guò)B裝置的增重來(lái)測(cè)量SO₂的體積分?jǐn)?shù)。你認(rèn)為該方案是否合理          ，請(qǐng)說(shuō)明理由          (若方案合理該空不必填寫(xiě))。
方案二：將尾氣緩慢通過(guò)足量溴水，在所得的溶液中加入過(guò)量氯化鋇溶液后，過(guò)濾，將沉淀洗滌、干燥，稱(chēng)得其質(zhì)量為m g。
①加入過(guò)量氯化鋇溶液的目的是                 。
②進(jìn)行沉淀洗滌的方法是                      。
③SO₂含量的表達(dá)式是             （用含m、V的代數(shù)式表示)。
(3)從FeCl₃溶液中得到FeCl₃6H₂O晶體的操作包括     、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，該過(guò)程需保持鹽酸過(guò)量，結(jié)合必要的離子方程式說(shuō)明原因               .

Answer 1

（19分）
（1）2Fe²⁺ + Cl₂= 2Cl^- + 2Fe³⁺（2分）  KSCN溶液（1分，其它合理答案也給分）
（2）方案一：①干燥管（1分）   防止空氣中的水蒸氣、CO₂被B裝置吸收（2分）
②否（1分） 尾氣中的CO₂也能被B裝置吸收使所測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（2分）
方案二：①使生成的SO₄^2-完全轉(zhuǎn)化為沉淀（2分）  
②在漏斗中加蒸餾水至恰好沒(méi)過(guò)沉淀，待水流下后再重復(fù)2～3次此操作（2分）
③%（2分）
（3）蒸發(fā)濃縮（2分）
Fe³⁺ + 3H₂O  Fe(OH)₃ + 3H⁺，過(guò)量鹽酸能夠抑制Fe³⁺水解（2分）

試題分析：（1）濾液中含有Fe²⁺，通入Cl₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為：2Fe²⁺ + Cl₂= 2Cl^- + 2Fe³⁺；檢驗(yàn)Fe³⁺的試劑為KSCN溶液，若溶液變紅，說(shuō)明含有Fe³⁺。
（2）方案一：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，C儀器的名稱(chēng)是干燥管；外界空氣中含有CO₂、水分，可能被B中堿石灰吸收，所以C裝置的作用是：防止空氣中的水蒸氣、CO₂被B裝置吸收。
②因?yàn)槲矚庵泻�有CO₂，也能辦堿石灰吸收，使所測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，所以方案一不合理。
方案二：①溴水與SO₂反應(yīng)生成H₂SO₄，加入過(guò)量的BaCl₂溶液，Ba²⁺與SO₄²?反應(yīng)，使生成的SO₄^2-完全轉(zhuǎn)化為沉淀。
②洗滌沉淀的方法是：在漏斗中加蒸餾水至恰好沒(méi)過(guò)沉淀，待水流下后再重復(fù)2～3次此操作。
③根據(jù)化學(xué)方程式和S元素守恒可得對(duì)應(yīng)關(guān)系：SO₂～ BaSO₄，所以SO₂含量的表達(dá)式是：mg÷233g/mol×22.4L/mol÷VL×100% =%
（3）從FeCl₃溶液中得到FeCl₃6H₂O晶體，應(yīng)蒸發(fā)濃縮，再冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，因?yàn)镕eCl₃為強(qiáng)酸弱堿鹽，能發(fā)生水解反應(yīng)：Fe³⁺ + 3H₂O  Fe(OH)₃ + 3H⁺，過(guò)量鹽酸能夠抑制Fe³⁺水解。