Question

【題目】某工廠產生的燒渣（主要含FeO、Fe2O3，還有一定量的SiO2）可用于制備七水合硫酸亞鐵晶體（FeSO47H2O），其工藝流程如下：

查閱資料：SiO2不溶于水，也不與稀硫酸反應。

（1）“浸取”步驟中，FeO、Fe2O3和稀硫酸發生反應的化學方程式分別為FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、_____。

（2）為提高“浸取”步驟的反應速率，可采取的具體措施有_____（寫1條，不考慮“攪拌”和“使用催化劑”）。

（3）“過濾”操作需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和_____，“過濾”后得到的濾液中的溶質有_____（填化學式）。

（4）“還原”步驟的目的是將Fe3+轉化為Fe2+，試劑X可用SO2或Fe。

①若試劑X是SO2，轉化原理為SO2+Fe2 （SO4）3+2Y═2FeSO4+2H2SO4，則Y的化學式是_____。

②若試劑X是Fe，轉化原理為Fe+Fe2 （SO4）3═3FeSO4．測得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是_____。

Answer 1

【答案】Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O　。把燒渣研碎漏斗　，FeSO4、Fe2（SO4）3、H2SO4　（填化學式）。H2O　。鐵消耗過量的硫酸，導致溶液酸性減弱　。

【解析】

化學反應遵循質量守恒定律，即反應前后元素種類、原子個數、原子質量都不變；稀硫酸和氧化亞鐵反應生成硫酸亞鐵和水，和氧化鐵反應生成硫酸鐵和水；反應物接觸越充分、溫度越高，反應速率越快；鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣。

（1）氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水，SiO2不溶于水，也不與稀硫酸反應。“浸取”步驟中，FeO、Fe2O3和稀硫酸發生反應的化學方程式分別為FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；

（2）反應物接觸越充分、溫度越高，反應速率越快。為提高“浸取”步驟的反應速率，可采取的具體措施有將燒渣研碎、升高溫度等；

（3）“過濾”操作需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，根據第（1）題的分析可知，“過濾”后得到的濾液中的溶質有反應生成的硫酸亞鐵、硫酸鐵和過量的硫酸化學式分別為FeSO4、Fe2（SO4）3、H2SO4；

（4）①由化學方程式可知，反應前后，硫原子都是4個，鐵原子都是2個，反應后氫原子是4個，根據質量守恒定律可知，氫原子反應前應該是4個，包含在2Y中，反應后的氧原子是16個，反應前應該是16個，其中2個包含在2Y中，反應的化學方程式為：SO2+Fe2 （SO4）3+2H2O═2FeSO4+2H2SO4，則Y的化學式是H2O；

②pH增大，溶液的酸性減弱。測得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是鐵消耗過量的硫酸，導致溶液酸性減弱。