Question

【題目】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。

①裝置c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。

①SO2含量的表達式是_____________（用含m、V的代數式表示)。

②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】 ⑴ 2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ KSCN溶液

⑵①防止空氣中的水蒸氣、CO2被B裝置吸收 ②否 尾氣中的CO2也能被B裝置吸收使所測質量分數偏大

①% ②蒸發濃縮 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，過量鹽酸能夠抑制Fe3＋水解

【解析】黃鐵礦在高溫下煅燒可以得到鐵的氧化物，將其溶于鹽酸中，可以得到含有亞鐵離子、鐵離子的鹽溶液，向其中通入氯氣，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，氯化鐵溶液蒸發濃縮、冷卻結晶就可以得到氯化鐵的晶體，據此解答。

（1）黃鐵礦在高溫下煅燒可以得到鐵的氧化物，將其溶于鹽酸中，可以得到含有亞鐵離子、鐵離子的鹽溶液，向其中通入氯氣，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，氧化過程中發生反應的離子方程式是2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+，檢驗鐵離子可以使用硫氰化鉀溶液，現象是顯示紅色；（2）方案一：二氧化硫屬于酸性氣體，能被堿石灰吸收，B中堿石灰增重的質量即為二氧化硫的質量，則①堿石灰增重的質量即為二氧化硫的質量，但是堿石灰還能吸收空氣中的二氧化碳和水，所以C中的堿石灰是吸收空氣中的水以及二氧化碳的，防止進入B中干擾試驗結果；②尾氣中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，其中的水被濃硫酸吸收，但是堿石灰吸收的是二氧化碳和二氧化硫的總質量，測得的體積分數會偏大，所以不能根據堿石灰增重來確定二氧化硫的體積分數；方案二：二氧化硫可以和溴水之間反應得到硫酸，硫酸和氯化鋇之間反應生成硫酸鋇沉淀，根據沉淀的質量結合S元素守恒可以得到二氧化硫的量，進而計算體積分數；①硫酸鋇沉淀的質量是mg，所以硫元素的物質的量=m/233mol=二氧化硫的物質的量，所以VL尾氣中SO2的體積分數是：；②氯化鐵溶液蒸發濃縮、冷卻結晶就可以得到氯化鐵的晶體，由于鐵離子水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，因此必須在鹽酸環境中進行，防止鐵離子水解，保證鹽酸過量。