Question

廢鐵屑的主要成份是鐵，同時還有少量鐵銹（Fe₂O₃），制取硫酸亞鐵的生產工藝之一如下圖所示：

（1）在反應器中發(fā)生反應的化學方程式除Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄外還有2個反應，①有單質的化學方程式

 

，②沒有單質的化學方程式

 

；其中同時作為反應器維持70℃-80℃所需熱量主要提供者的反應是

 

（填序號①或②）；反應器所在的廠房要加強通風的原因可能是

 

；
（2）濾液M中肯定含有的溶質的化學式是

 

和

 

；
（3）在實驗室中完成操作A的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和

 

；
（4）濾液M經過操作B可得硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?7H₂O）．
已知硫酸亞鐵的溶解度和析出晶體的組成如下表：

溫度/℃	0	10	30	40	50	60	64	70	80	90
溶解度/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3		50.6	43.7
析出晶體	FeSO4?7H2O							FeSO4?4H2O		FeSO4?H2O

根據上表，硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?7H₂O）冷卻結晶溫度最高不超過

 

；
（5）將無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產物有三氧化二鐵和其它二種硫的氧化物，試寫出該反應的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：物質的相互轉化和制備,過濾的原理、方法及其應用,蒸發(fā)與蒸餾操作,金屬的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質的制備

分析：（1）根據鐵、氧化鐵都能和稀硫酸反應，可以依據反應物、生成物結合質量守恒定律寫出反應的化學方程式；
（2）根據加入的硫酸是過量的，所以在溶液中含有硫酸和反應生成的硫酸亞鐵進行分析解答；
（3）根據分離固體和液體的操作方法為過濾，可知A的操作是過濾，所以還需要漏斗，可以據此解答該題；
（4）根據圖表中的信息可以知道當溫度大于64℃時產生了FeSO₄?4H₂O，可以據此解答該題；
（5）根據題給的信息可以判斷無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產物有三氧化二鐵、二氧化硫和三氧化硫，可以據此寫出該反應的化學方程式．

解答：解：（1）通過分析可知，鐵和硫酸反應生成了硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和硫酸反應生成了硫酸鐵和水，所以有單質生成的化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，沒有單質的化學方程式為：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，通過查閱資料可知，鐵和硫酸反應劇烈，放出大量的熱，所以作為反應器維持70℃-80℃所需熱量主要提供者的反應是①，氫氣具有可燃性，氫氣和氧氣混合在爆炸極限范圍內遇到明火會發(fā)生爆炸，所以反應器所在的廠房要加強通風的原因可能是：稀釋具有可燃性的氫氣，以防爆炸；
（2）加入的硫酸是過量的，所以在溶液中含有硫酸和反應生成的硫酸亞鐵，所以濾液M中肯定含有的溶質的化學式是FeSO₄、H₂SO₄；
（3）操作A后得到了濾液和固體，所以可以判斷操作a為過濾，所以還需要的玻璃儀器為漏斗；
（4）根據圖表中的信息可以知道當溫度大于64℃時產生了FeSO₄?4H₂O，所以應該將溫度控制在64℃以下；
（5）通過題給的信息可以判斷無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產物有三氧化二鐵和三氧化硫，在氧化還原反應中，若有元素的化合價升高，必有元素的化合價降低，且元素化合價升降總數相等，所以結合元素化合價的變化可以知道，鐵元素的化合價由+2變成了+3價，所以反應中有二氧化硫生成，硫元素的化合價由+6降低到+4，所以根據質量守恒定律可以判斷在該反應中還生成了三氧化硫，
所以該反應的化學方程式為：2FeSO₄ 

高溫  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
故答案為：（1）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，①，稀釋具有可燃性的氫氣，以防爆炸；
（2）FeSO₄、H₂SO₄；
（3）漏斗；
（4）64℃；
（5）2FeSO₄

高溫  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

點評：在解此類題時，應掌握化學方程式的書寫、鹽的化學性質等知識，并學會分析信息、提取信息，并根據所學知識結合所給信息進行解答．