Question

【題目】綠礬(FeSO4·7H2O)可用作凈水劑、除草劑等。某研究小組測定了硫酸礦焙燒后的燒渣中主要成分（Fe2O3、Al2O3和SiO2,不考慮其它雜質）的含量并制備了綠礬，其流程如下：

（1）溶液A中含有的主要陰離子除OH-外還有____________________。

（2）試劑C是__________。

（3）燒渣中Fe2O3、Al2O3和SiO2的物質的量之比是________________。

（4）工業廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它們會對人體及生態系統產生很大的危害，必須進行處理。綠礬還原沉淀法是常用的一種方法：

①已知2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O。若改變條件使上述平衡向正方向移動,則下列說法正確的是______。

A.達到新平衡后，溶液PH一定增大

B.再達到新平衡前，正反應速率一定大于逆反應速率

C.該反應平衡常數可以不改變

D.達新平衡后，CrO42-的消耗速率等于Cr2O72-的消耗速率

②還原一步的離子方程式是___________________________；若還原l mol Cr2O72-離子，需要FeSO4·7H2O的物質的量是_______mol。

Answer 1

【答案】 SiO32-、AlO2- 稀硫酸 5：5：1 BC Cr2O72-+6Fe2++14H+=6 Fe3++2 Cr3++7H2O 6

【解析】燒渣主要成份為Fe2O3、Al2O3和SiO2，不考慮其他雜質，與過量NaOH溶液混合，離子反應方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；Fe2O3和NaOH不反應，然后過濾得到的固體B為Fe2O3為8.0g，溶液A中含有Na+、AlO2-、SiO32-和OH-，加入過量鹽酸，反應的離子反應方程式為OH-+H+=H2O、AlO2-+4H+=Al3++2H2O、SiO32-+2H+=H2SiO3↓，然后過濾得到的固體F為H2SiO3↓，灼燒脫水得SiO2為0.6g；固體B為Fe2O3為加過量試劑C溶解，因為要制備FeSO47H2O，所以試劑C為稀硫酸，發生反應為：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，所得溶液D為硫酸鐵和過量稀硫酸的混合溶液，再加試劑E將三價鐵還原成二價鐵，所以試劑E為鐵單質，反應的離子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，最后將硫酸亞鐵溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到綠礬，則

（1）通過以上分析知，溶液A中含有的陰離子主要有SiO32-、AlO2-和OH-；（2）通過以上分析知，試劑C是稀硫酸；（3）通過以上分析知，SiO2為0.6g，Fe2O3為8.0g，所以Al2O3為13.7-8.0-0.6=5.1g，則燒渣中Fe2O3、Al2O3和SiO2的物質的量之比是8.0/160：5.1/102：0.6/60=5：5：1；（4）①A.增大氫離子濃度，平衡向正方向移動，達到新平衡后，溶液pH減小，A錯誤；B.平衡向正方向移動，再達到新平衡前，正反應速率一定大于逆反應速率，B正確；C.如果溫度不變，則該反應平衡常數可以不改變，C正確；D.達新平衡后，CrO42-的消耗速率是Cr2O72-的消耗速率的2倍，D錯誤，答案選BC；②亞鐵離子還原重鉻酸根離子的離子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，因此根據方程式可知還原lmolCr2O72-離子，需要FeSO4·7H2O的物質的量是6mol。