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SO42-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）

【解析】

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SO42-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。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本儀器和基本操作、實(shí)驗(yàn)方案的分析與評(píng)價(jià)、化學(xué)計(jì)算。