Question

【題目】硫酸廠的燒渣主要成分是Fe2O3，其次含少量的SiO2和FeS。工業上利用硫酸廠燒渣經回收處理制得綠礬(FeSO4·7H2O)和一種聚鐵膠體[Fe(OH)SO4]n。綠礬是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分，而聚鐵膠體是重要的水處理劑。上述生產工藝流程如下：

請通過分析回答下列相關問題：

（1）灼燒產生的尾氣對大氣有污染，因此工業生產中必須進行回收處理，下列方法可行的是_______________：

A．用氨水吸收 B. 直接用水吸收

C. 用濃硫酸吸收 D. 與空氣混合用石灰石粉末懸濁液吸收

（2）操作Ⅲ是_____________、_______________、過濾、洗滌、干燥保存等；

（3）在由溶液X制聚鐵膠體過程中①調節pH及②控制溫度目的是___________________。

（4）在反應釜中FeS、O2及稀H2SO4反應硫酸鐵等物質，則反應的離子方程式為___________________________；

（5）某研究性小組為探究綠礬(相對分子質量：278)在隔絕空氣條件下加熱分解反應的產物(已知分解產物全為氧化物)，進行了如圖所示的實驗：

① 實驗開始時，在點燃C處酒精噴燈之前應先打開活塞通CO2，其目的是_____________。 裝置D的作用是______________________。

②該組同學設計的裝置存在著一個明顯的缺陷是____________________________。

③該組同學稱取55.6 g綠礬按上圖裝置進行實驗。待綠礬分解完全后，E瓶中產生了23.3 g白色沉淀。將C中固體產物投入足量稀硫酸中完全溶解得到溶液，取少量該溶液滴入KSCN溶液呈紅色；另取少量該溶液滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液不褪色。據寫出綠礬分解的化學方程式為__________________________。

Answer 1

【答案】（1）AD；（2）蒸發濃縮，冷卻結晶；

（3）促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體；

（4）4FeS+3O2+12H+＝4Fe3++4S↓+6H2O；

（5）①排盡裝置內的空氣；防倒吸（或作安全瓶）；

②沒有尾氣處理裝置；③2(FeSO4·7H2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。

【解析】

試題分析：（1）灼燒產生的氣體為SO2，SO2是引起酸雨的主要原因， SO2是酸性氧化物，常采用氨水或與石灰石吸收，故選項AD正確；(2)得到晶體，常采用蒸發濃縮、冷卻結晶；(3)調節pH的目的是：促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體；（4）根據信息以及流程圖，FeS＋O2＋H2SO4→Fe2(SO4)＋S＋H2O，Fe元素的化合價由＋2價→＋3價，化合價升高1價，S的價態由－2價→0價，化合價升高2價，共升高3價，O2中O的化合價由0價→－2價，共降低4價，最小公倍數是12，因此離子反應方程式為：4FeS+ 3O2 + 12H+＝4Fe3++ 4S↓+6H2O；（5）①通CO2的目的是排除裝置的空氣，防止Fe2＋被氧氣氧化成Fe3＋，裝置D的作用是起安全瓶的作用；②缺少尾氣的處理的裝置；③E瓶中沉淀是BaSO4，說明C中產生SO3，即物質的量為n(BaSO4)=n(SO3)=23.3/233mol=0.1mol，將C中固體產物投入足量稀硫酸中完全溶解得到溶液，取少量該溶液滴入KSCN溶液呈紅色，推出溶液含有Fe3＋，溶液滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液不褪色，說明溶液中不含Fe2＋，n(FeSO4·7H2O)=55.6/278mol=0.2mol，根據硫元素守恒，因此灼燒后有SO2，且物質的量為0.1mol，因此反應方程式為：2(FeSO4·7H2O) Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。