Question

廢鐵屑的主要成份是鐵，同時(shí)還有少量鐵銹（Fe₂O₃），制取硫酸亞鐵的生產(chǎn)工藝之一如下圖所示：

（1）在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式除Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄外還有2個(gè)反應(yīng)，①有單質(zhì)的化學(xué)方程式

 

，②沒有單質(zhì)的化學(xué)方程式

 

；其中同時(shí)作為反應(yīng)器維持70℃-80℃所需熱量主要提供者的反應(yīng)是

 

（填序號(hào)①或②）；反應(yīng)器所在的廠房要加強(qiáng)通風(fēng)的原因可能是

 

；
（2）濾液M中肯定含有的溶質(zhì)的化學(xué)式是

 

和

 

；
（3）在實(shí)驗(yàn)室中完成操作A的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和

 

；
（4）濾液M經(jīng)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
析出晶體	FeSO4?7H2O							FeSO4?4H2O		FeSO4?H2O

根據(jù)上表，硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?7H₂O）冷卻結(jié)晶溫度最高不超過

 

；
（5）將無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強(qiáng)熱，生成產(chǎn)物有三氧化二鐵和其它二種硫的氧化物，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,過濾的原理、方法及其應(yīng)用,蒸發(fā)與蒸餾操作,金屬的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)鐵、氧化鐵都能和稀硫酸反應(yīng)，可以依據(jù)反應(yīng)物、生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)加入的硫酸是過量的，所以在溶液中含有硫酸和反應(yīng)生成的硫酸亞鐵進(jìn)行分析解答；
（3）根據(jù)分離固體和液體的操作方法為過濾，可知A的操作是過濾，所以還需要漏斗，可以據(jù)此解答該題；
（4）根據(jù)圖表中的信息可以知道當(dāng)溫度大于64℃時(shí)產(chǎn)生了FeSO₄?4H₂O，可以據(jù)此解答該題；
（5）根據(jù)題給的信息可以判斷無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強(qiáng)熱，生成產(chǎn)物有三氧化二鐵、二氧化硫和三氧化硫，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答：解：（1）通過分析可知，鐵和硫酸反應(yīng)生成了硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成了硫酸鐵和水，所以有單質(zhì)生成的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，沒有單質(zhì)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，通過查閱資料可知，鐵和硫酸反應(yīng)劇烈，放出大量的熱，所以作為反應(yīng)器維持70℃-80℃所需熱量主要提供者的反應(yīng)是①，氫氣具有可燃性，氫氣和氧氣混合在爆炸極限范圍內(nèi)遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸，所以反應(yīng)器所在的廠房要加強(qiáng)通風(fēng)的原因可能是：稀釋具有可燃性的氫氣，以防爆炸；
（2）加入的硫酸是過量的，所以在溶液中含有硫酸和反應(yīng)生成的硫酸亞鐵，所以濾液M中肯定含有的溶質(zhì)的化學(xué)式是FeSO₄、H₂SO₄；
（3）操作A后得到了濾液和固體，所以可以判斷操作a為過濾，所以還需要的玻璃儀器為漏斗；
（4）根據(jù)圖表中的信息可以知道當(dāng)溫度大于64℃時(shí)產(chǎn)生了FeSO₄?4H₂O，所以應(yīng)該將溫度控制在64℃以下；
（5）通過題給的信息可以判斷無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強(qiáng)熱，生成產(chǎn)物有三氧化二鐵和三氧化硫，在氧化還原反應(yīng)中，若有元素的化合價(jià)升高，必有元素的化合價(jià)降低，且元素化合價(jià)升降總數(shù)相等，所以結(jié)合元素化合價(jià)的變化可以知道，鐵元素的化合價(jià)由+2變成了+3價(jià)，所以反應(yīng)中有二氧化硫生成，硫元素的化合價(jià)由+6降低到+4，所以根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以判斷在該反應(yīng)中還生成了三氧化硫，
所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2FeSO₄ 

高溫  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
故答案為：（1）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，①，稀釋具有可燃性的氫氣，以防爆炸；
（2）FeSO₄、H₂SO₄；
（3）漏斗；
（4）64℃；
（5）2FeSO₄

高溫  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

點(diǎn)評(píng)：在解此類題時(shí)，應(yīng)掌握化學(xué)方程式的書寫、鹽的化學(xué)性質(zhì)等知識(shí)，并學(xué)會(huì)分析信息、提取信息，并根據(jù)所學(xué)知識(shí)結(jié)合所給信息進(jìn)行解答．