Question

廢鐵屑的主要成份是鐵，同時還有少量鐵銹（Fe₂O₃），動物飼料硫酸亞鐵的生產工藝之一如下圖所示：

（1）在反應器中發生反應的化學方程式除Fe₂(SO₄)₃+Fe=3FeSO₄外還有：     ；

（2）濾液M中肯定含有的溶質的化學式是         ；

（3）在實驗室中完成操作A的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和       ；

（4）濾液M經過操作B可得硫酸亞鐵晶體(FeSO₄·7H₂O)。已知硫酸亞鐵的溶解度和析出晶體的組成如下表：

溫度/℃	0	10	30	40	50	60	64	70	80	90
溶解度/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3	50.6	43.7	37.2
析出晶體	FeSO4·7H2O	FeSO4·4H2O	FeSO4·H2O

根據溶解度表，硫酸亞鐵晶體(FeSO₄·7H₂O)冷卻結晶溫度最高不超過     ℃；

（5）在化學反應中，若有元素化合價變化的反應定義為氧化還原反應。下列反應類型肯定是氧化還原反應的是      （填字母編號）；

A.化合反應                          B.置換反應                 C.分解反應                 D.復分解反應

在氧化還原反應中，若有元素的化合價升高，必有元素的化合價降低，且元素化合價升降總數相等。

將無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產物有三氧化二鐵和其它氧化物，試寫出該反應的化學方程式          。

 

Answer 1

【答案】

（1）Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑（2分）; Fe₂O₃+3 H₂SO₄= Fe₂(SO₄)₃+3 H₂O（2分）

（2）FeSO₄、H₂SO₄（2分，每對1個給1分）

（3）漏斗 （2分）                           （4）64  （1分）

（5）B  （1分）；2FeSO₄  Fe₂O₃+ SO₂+ SO₃（2分，或強熱，氣體符號可不扣分）

【解析】（1）反應器中的物質有Fe 、Fe₂O₃、H₂SO₄ 。H₂SO₄還可與Fe反應（酸與金屬反應）、與Fe₂O₃反應（酸與金屬氧化物反應）。所以還存在的反應為： Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑           Fe₂O₃+3 H₂SO₄= Fe₂(SO₄)₃+3 H₂O

（2）濾液經過操作B可得FeSO4·7H2O，所以一定含FeSO₄，因參與反應的H₂SO₄是過量的，所以還一定含有H₂SO₄。

（3）操作A的作用是將反應器中的物質分成了固體殘渣和液體濾液M，即分離固體和液體，因此操作A應為過濾。過濾還要用到的玻璃儀器是漏斗。

（4）根據溶解度表可知硫酸亞鐵晶體(FeSO₄·7H₂O)析出結晶的溫度范圍是0℃至64℃，所以冷卻結晶溫度最高不能超過64℃。

（5）A.化合反應中元素的化合價可能發生變化。如：CaO+H₂O→Ca（OH）2中元素的化合價沒有發生變化；H₂+O₂H₂O中H元素的化合價由0價升高為+1價、O元素的化合價由0價目降低為—2價。

B.置換反應中一定有元素的化合價發生變化。如： Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑中Fe元素的化合價由0價升高為+2價，H元素的化合價由+1價降為0價。

C.分解反應中元素的化合價可能發生變化。如：H₂CO₃=H₂O+CO₂↑中元素的化合價未發生變化；H₂OH₂↑+O₂↑中H元素的化合價由+1價降為0價，O元素的化合價由—2價升高為0價。

D.復分解反應中元素的化合價不發生變化。如：NaOH+HCl=NaCl+H₂O中各元素的化合價沒有發生變化。

所以一定肯定是氧化還原反應的是置換反應。

根據質量守恒定律可知生成的其它氧化物中肯定有硫元素。硫的氧化物有二氧化硫與三氧化硫。根據FeSO₄、SO₂、SO₃中原子個數比計算可知生成物中應含有SO₂、SO₃。則反應的化學方程式為：2FeSO₄  Fe₂O₃+ SO₂↑+ SO₃↑

考點：物質間的反應、質量守恒定律、過濾、化學方程式的書寫

點評：本題對學生的分析能力要求較高。