Question

18．某工廠產(chǎn)生的燒渣（主要含F(xiàn)eO、Fe₂O₃，還有一定量的SiO₂）可用于制備七水合硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），其工藝流程如下：

查閱資料：SiO₂不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)．
（1）“浸取”步驟中，F(xiàn)eO、Fe₂O₃和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為
FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）為提高“浸取”步驟的反應(yīng)速率，可采取的具體措施有增大硫酸的濃度升高溫度（寫2條，不考慮“攪拌”和“使用催化劑”）．
（3）“還原”步驟的目的是將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，試劑X可用SO₂或Fe．
①若試劑X是SO₂，轉(zhuǎn)化原理為SO₂+Fe₂ （SO₄）₃+2Y═2FeSO₄+2H₂SO₄，則Y的化學(xué)式是H₂O．
②若試劑X是Fe，轉(zhuǎn)化原理為Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄．測(cè)得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是鐵消耗過(guò)量的硫酸，溶液酸性減弱．

Answer 1

分析 （1）氧化亞鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和水，氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水；
（2）增大反應(yīng)物濃度，升高溫度，增大反應(yīng)物接觸面積，都能夠加快反應(yīng)速率；
（3）化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，即反應(yīng)前后元素種類不變，原子種類、總個(gè)數(shù)都不變；
鐵能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣．

解答 解：（1）“浸取”步驟中，F(xiàn)eO、Fe₂O₃和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）為提高“浸取”步驟的反應(yīng)速率，可采取的具體措施有：增大硫酸的濃度，升高溫度，將燒渣粉碎等．
故填：增大硫酸的濃度  升高溫度．
（3）①由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，反應(yīng)前后硫原子都是4個(gè)，鐵元素都是2個(gè)，反應(yīng)后氧原子是16個(gè)，反應(yīng)前應(yīng)該是16個(gè)，其中2個(gè)包含在2Y中，反應(yīng)后氫原子是4個(gè)，反應(yīng)前應(yīng)該是4個(gè)，都包含在2Y中，因此Y是H₂O．
故填：H₂O．
②若試劑X是Fe，轉(zhuǎn)化原理為Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄．測(cè)得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是鐵消耗過(guò)量的硫酸，溶液酸性減弱．
故填：鐵消耗過(guò)量的硫酸，溶液酸性減弱．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．