Question

【題目】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)氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________，檢驗(yàn)氧化生成的陽離子的試劑是________________。

(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：讓尾氣緩慢通過以下裝置。

①裝置c的作用是____________。

②實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入尾氣，再通入一定量氮?dú)狻Ｈ敉ㄟ^B裝置的增重來測(cè)量SO2的體積分?jǐn)?shù)。你認(rèn)為該方案是否合理__________，請(qǐng)說明理由__________(若方案合理該空不必填寫)。

方案二：將尾氣緩慢通過足量溴水，在所得的溶液中加入過量氯化鋇溶液后，過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱得其質(zhì)量為m g。

①SO2含量的表達(dá)式是_____________（用含m、V的代數(shù)式表示)。

②從FeCl3溶液中得到FeCl36H2O晶體的操作包括_____、冷卻結(jié)晶、過濾，該過程需保持鹽酸過量，結(jié)合必要的離子方程式說明原因_______________。

Answer 1

【答案】 ⑴ 2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ KSCN溶液

⑵①防止空氣中的水蒸氣、CO2被B裝置吸收 ②否 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

①% ②蒸發(fā)濃縮 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，過量鹽酸能夠抑制Fe3＋水解

【解析】黃鐵礦在高溫下煅燒可以得到鐵的氧化物，將其溶于鹽酸中，可以得到含有亞鐵離子、鐵離子的鹽溶液，向其中通入氯氣，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，氯化鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶就可以得到氯化鐵的晶體，據(jù)此解答。

（1）黃鐵礦在高溫下煅燒可以得到鐵的氧化物，將其溶于鹽酸中，可以得到含有亞鐵離子、鐵離子的鹽溶液，向其中通入氯氣，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+，檢驗(yàn)鐵離子可以使用硫氰化鉀溶液，現(xiàn)象是顯示紅色；（2）方案一：二氧化硫?qū)儆谒嵝詺怏w，能被堿石灰吸收，B中堿石灰增重的質(zhì)量即為二氧化硫的質(zhì)量，則①堿石灰增重的質(zhì)量即為二氧化硫的質(zhì)量，但是堿石灰還能吸收空氣中的二氧化碳和水，所以C中的堿石灰是吸收空氣中的水以及二氧化碳的，防止進(jìn)入B中干擾試驗(yàn)結(jié)果；②尾氣中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，其中的水被濃硫酸吸收，但是堿石灰吸收的是二氧化碳和二氧化硫的總質(zhì)量，測(cè)得的體積分?jǐn)?shù)會(huì)偏大，所以不能根據(jù)堿石灰增重來確定二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)；方案二：二氧化硫可以和溴水之間反應(yīng)得到硫酸，硫酸和氯化鋇之間反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，根據(jù)沉淀的質(zhì)量結(jié)合S元素守恒可以得到二氧化硫的量，進(jìn)而計(jì)算體積分?jǐn)?shù)；①硫酸鋇沉淀的質(zhì)量是mg，所以硫元素的物質(zhì)的量=m/233mol=二氧化硫的物質(zhì)的量，所以VL尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)是：；②氯化鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶就可以得到氯化鐵的晶體，由于鐵離子水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，因此必須在鹽酸環(huán)境中進(jìn)行，防止鐵離子水解，保證鹽酸過量。