Question

鐵鹽、亞鐵鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、污水處理等方面有著極其廣泛的應(yīng)用。

（1）用鐵屑與稀硫酸反應(yīng)制備FeSO₄
①制備原理用離子方程式表示為        。若要提高FeSO₄生成速率，采取下列措施中正確的是        。
A．使用濃硫酸與鐵屑反應(yīng)   
B．使用磨細(xì)的鐵粉反應(yīng)
C．控制溫度在50～70℃     
D．控制溫度在80～100℃
②在上述反應(yīng)過程中，常會伴隨發(fā)生反應(yīng)：4Fe²⁺+O₂+4H⁺ 4Fe³⁺+2H₂O 
若要減少產(chǎn)品FeSO₄中Fe³⁺的含量，采取下列措施中正確的是        。
A．控制稀硫酸的濃度不能太高     
B．用去O₂蒸餾水注入濃硫酸配制反應(yīng)所需的稀硫酸
C．反應(yīng)中保持n(Fe)/n(H₂SO₄) >1   
D．反應(yīng)中應(yīng)經(jīng)常添加Fe₂（SO₄）₃攪拌
③反應(yīng)結(jié)束后，將溶液進(jìn)行          、冷卻、過濾、洗滌即得FeSO₄·7H₂O晶體。
（2）工業(yè)上用含有少量Cu、Al的廢鐵屑制備Fe₂（SO₄）₃
其反應(yīng)及操作流程如下：

①加入NaHCO₃并攪拌，將混合液pH調(diào)控至       范圍內(nèi)，使雜質(zhì)沉淀過濾除去。

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Cu(OH)2
開始沉淀	2.3	7.5	3.4	4.7
完全沉淀	3.2	9.7	4.4	6.7

 
②反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是：           。
③生產(chǎn)中，將反應(yīng)Ⅱ產(chǎn)生的NO配比一種氣體X，混合后重新通入反應(yīng)Ⅱ中，該設(shè)計的目的是       ，氣體X與NO配比的比例是       。
（3）用Fe₂（SO₄）₃處理含S^2-污水時，有黑色沉淀及淡黃色懸浮物產(chǎn)生，其反應(yīng)的離子方程式是         。

Answer 1

（1）①  Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑     B、C ②   A、C ③  過濾 （2）①  6.7～7.5
②  3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺ =3Fe³⁺+NO↑+2H₂O    ③ 節(jié)約Fe(NO₃)₃、防止NO污染  3 : 4 
（3）2Fe³⁺+3S^2-  ="2" FeS↓+S 

試題分析：（1）鐵和氫離子發(fā)生置換反應(yīng)制備硫酸亞鐵，可以使用鐵粉增大接觸面積，加快速率，B正確；但是不能用濃硫酸，鐵在常溫條件下遇濃硫酸鈍化，A錯誤；硫酸亞鐵在60℃時溶解度高，所以選擇溫度在50～70℃，C正確，D錯誤。減少Fe²⁺被氧化，控制硫酸濃度，減少H+濃度，平衡逆向移動，A正確，B、稀釋濃硫酸應(yīng)該把硫酸向水中加，并不斷攪拌，錯誤；C、鐵過量可以防止Fe²⁺被氧化，正確；D、加入Fe³⁺將會增加Fe³⁺濃度，錯誤。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去過量的鐵，再降低溫度，硫酸亞鐵的溶解度減小，析出晶體。(2)廢鐵屑加入過量的稀硫酸，鐵和鋁溶解，銅不溶，再加NaHCO3調(diào)PH至6.7～7.5之間，Al³⁺、Cu²⁺沉淀，再過濾，加入氧化劑把Fe²⁺氧化，蒸發(fā)結(jié)晶得產(chǎn)物。為了節(jié)約Fe(NO₃)₃、防止NO污染，可以利用氧氣和NO按照3:4反應(yīng)生成硝酸做氧化劑。