Question

【題目】(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)氧化過程中發生反應的離子方程式是 ，檢驗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，取標準狀況下的尾氣V L測定SO2含量：

方案一：讓尾氣緩慢通過以下裝置。

①C儀器的名稱是 ，該裝置的作用是 。

②實驗時先通入尾氣，再通入一定量氮氣。若通過B裝置的增重來測量SO2的體積分數。你認為該方案是否合理 ，請說明理由 (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，稱得其質量為m g。

①加入過量氯化鋇溶液的目的是 。

②進行沉淀洗滌的方法是 。

③SO2含量的表達式是 （用含m、V的代數式表示)。

(3)從FeCl3溶液中得到FeCl36H2O晶體的操作包括 、冷卻結晶、過濾，該過程需保持鹽酸過量，結合必要的離子方程式說明原因 .

Answer 1

【答案】（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裝置吸收使所測質量分數偏大（2分）

方案二：①使生成的SO42-完全轉化為沉淀（2分）

②在漏斗中加蒸餾水至恰好沒過沉淀，待水流下后再重復2～3次此操作（2分）

③%（2分）

（3）蒸發濃縮（2分）

Fe3++ 3H2OFe(OH)3+ 3H+，過量鹽酸能夠抑制Fe3+水解（2分）

【解析】試題分析：（1）濾液中含有Fe2+，通入Cl2發生氧化還原反應，離子方程式為：2Fe2++ Cl2= 2Cl-+ 2Fe3+；檢驗Fe3+的試劑為KSCN溶液，若溶液變紅，說明含有Fe3+。

（2）方案一：①根據實驗裝置圖可知，C儀器的名稱是干燥管；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因為尾氣中含有CO2，也能辦堿石灰吸收，使所測質量分數偏大，所以方案一不合理。

方案二：①溴水與SO2反應生成H2SO4，加入過量的BaCl2溶液，Ba2+與SO42反應，使生成的SO42-完全轉化為沉淀。

②洗滌沉淀的方法是：在漏斗中加蒸餾水至恰好沒過沉淀，待水流下后再重復2～3次此操作。

③根據化學方程式和S元素守恒可得對應關系：SO2～ BaSO4，所以SO2含量的表達式是：mg÷233g/mol×22.4L/mol÷VL×100% =%

（3）從FeCl3溶液中得到FeCl36H2O晶體，應蒸發濃縮，再冷卻結晶、過濾，因為FeCl3為強酸弱堿鹽，能發生水解反應：Fe3++ 3H2OFe(OH)3+ 3H+，過量鹽酸能夠抑制Fe3+水解。