Question

8．廢鐵屑的主要成分是鐵，同時還有少量鐵銹（Fe₂O₃），動物飼料硫酸亞鐵的生產工藝之一如圖所示：

（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有單質生成的化學方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，②沒有單質生成的化學方程式是Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；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①（填“①”或“②”）；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）濾液M中肯定含有的溶質的化學式是FeSO₄、H₂SO₄．
（3）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(jù)上表，硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）冷卻結晶溫度最高不超過64℃．
（4）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兩種硫的氧化物，試寫出該反應的化學方程式：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵、氧化鐵都能和稀硫酸反應，可以依據(jù)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(jù)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(jù)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(jù)此解答該題；
（4）根據(jù)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(jù)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，化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；活潑金屬與酸發(fā)生的置換反應過程中會放出熱量，因為反應中產生了具有可燃性的氫氣，所以要通風，以防發(fā)生爆炸；
故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；Fe₂O₃+3 H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；①；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；
故填：FeSO₄、H₂SO₄；
（3）根據(jù)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；
故填：64℃；
（4）根據(jù)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(shù)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(jù)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$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
故填：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$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(jù)所學知識結合所給信息進行解答．