Question

3．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：

回答下列問題：
（1）硫鐵礦高溫焙燒的化學(xué)方程式為4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；少量的SO₂與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+2 H₂O．
（2）酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是提高鐵元素的浸出率和抑制Fe³⁺水解，題問所涉及反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
（3）通氯氣氧化時，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為Cl₂ HCl（寫化學(xué)式）．

Answer 1

分析 硫鐵礦（主要成分為FeS₂）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl₃•6H₂O），鐵礦石通入空氣焙燒得到氧化鐵和二氧化硫，固體加入稀鹽酸酸溶后過濾后得到溶液加入氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥得到晶體氯化鐵晶體，
（1）硫鐵礦高溫焙燒反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫，原子守恒配平書寫化學(xué)方程式，少量二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水；
（2）原料中的硫化亞鐵酸浸后生成的氯化鐵是目標(biāo)物質(zhì)，加入過量鹽酸是抑制鐵離子的水解，鐵離子水解生成氫氧化鐵和酸；
（3）氯氣是強氧化劑，可以氧化亞鐵離子；尾氣依據(jù)流程圖分析判斷，有氯氣和鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體．

解答 解：（1）硫鐵礦高溫焙燒反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫，原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，少量二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+2 H₂O，
故答案為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+2H₂O；
（2）酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是使氧化鐵溶解為氯化鐵，抑制鐵離子的水解，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案為：抑制Fe³⁺水解；Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（3）通氯氣氧化后時，氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為過量的氯氣和鹽酸溶液中揮發(fā)出的氯化氫氣體；
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，Cl₂，HCl．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的平衡常數(shù)計算式書寫，流程步驟中的操作目的和反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)產(chǎn)物的分析判斷，尾氣的成分判斷和處理方法，題目難度中等．