Question

【題目】利用硫鐵礦（主要成分FeS2）生產硫酸和綠礬（FeSO47H2O）的工業流程示意圖如圖：

（1）沸騰爐中，硫鐵礦進行粉碎處理的目的是 ．
（2）接觸室中，發生的主要反應是SO2與O2的反應，其化學方程式是 ．
（3）反應釜中，燒渣經過反應轉化為溶液I和固體．
①燒渣中的FeS在反應中做劑（填“氧化”或“還原”）．
②溶液I中所含溶質的化學式是 ．
（4）操作a的主要步驟是：加熱濃縮、、過濾洗滌．
（5）流程中，固體X可以選擇硫鐵礦（FeS2）或；當固體X為硫鐵礦（FeS2）時，將溶液I與固體X發生反應的離子方程式補充完整：
FeS2++═Fe2++SO42﹣+ ．

Answer 1

【答案】
（1）增大反應物的接觸面積，提高化學反應速率
（2）2SO2+O2 2SO3
（3）還原；Fe2（SO4）3、H2SO4
（4）冷卻結晶
（5）Fe；14Fe3+；8H2O；16H+
【解析】解：（1）沸騰爐中，硫鐵礦進行粉碎處理的目的是使固體與氣體充分接觸，加快反應速率，
故答案為：增大反應物的接觸面積，提高化學反應速率；（2）接觸室中，SO2與O2的反應生成SO3 ， 反應的化學方程式為2SO2+O2 2SO3 ，
故答案為：2SO2+O2 2SO3；（3）①反應釜中的FeS被氧化成硫，所以FeS在反應中做還原劑，
故答案為：還原；
②根據上面的分析可知，溶液Ⅰ主要成分為硫酸鐵及過量的硫酸，其化學式為Fe2（SO4）3、H2SO4 ，
故答案為：Fe2（SO4）3、H2SO4；（4）操作a為從硫酸亞鐵溶液中獲得硫酸亞鐵晶體，其操作為加熱濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌，
故答案為：冷卻結晶；（5）流程中，固體X主要目的是將鐵離子還原成亞鐵離子，所以X可以是FeS2或Fe，硫鐵礦（FeS2）與硫酸鐵發生氧化還原反應生成亞鐵離子和硫酸根離子，反應的離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42﹣+16H+ ，
故答案為：Fe；14Fe3+、8H2O、16H+ ．
硫鐵礦在沸騰爐中高溫生成氧化鐵與二氧化硫，混合氣體Ⅰ為二氧化硫和空氣，經過接觸室后二氧化硫被氧化成三氧化硫，所以混合氣體Ⅱ為三氧化硫、二氧化硫、空氣等，沸騰爐中產生的爐渣主要為硫化亞鐵、氧化鐵、二氧化硅等，加入硫酸溶解，再用氧氣氧化可得溶液Ⅰ主要成分為硫酸鐵，硫酸鐵中加入鐵粉得溶液Ⅱ為硫酸亞鐵溶液，經蒸發濃縮、冷卻結晶得到硫酸亞鐵晶體，燒渣用酸溶解后得固體主要成分為二氧化硅和硫，硫經氧化得二氧化硫，可循環利用，（1）固體粉碎處理可使固體與氣體充分接觸，加快反應速率；（2）接觸室中，SO2與O2的反應生成SO3；（3）①反應釜中的FeS被氧化成硫，據此答題；②根據上面的分析可知，溶液Ⅰ主要成分為硫酸鐵及過量的硫酸；（4）操作a為從硫酸亞鐵溶液中獲得硫酸亞鐵晶體，可以用降溫結晶的方法；（5）流程中，固體X主要目的是將鐵離子還原成亞鐵離子，據此書寫離子方程式．