Question

8．廢鐵屑的主要成分是鐵，同時(shí)還有少量鐵銹（Fe₂O₃），動(dòng)物飼料硫酸亞鐵的生產(chǎn)工藝之一如圖所示：

（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)生成的化學(xué)方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，②沒(méi)有單質(zhì)生成的化學(xué)方程式是Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；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①（填“①”或“②”）；反應(yīng)器所在的廠房要加強(qiáng)通風(fēng)的原因可能是稀釋具有可燃性的氫氣，以防爆炸．
（2）濾液M中肯定含有的溶質(zhì)的化學(xué)式是FeSO₄、H₂SO₄．
（3）濾液M經(jīng)過(guò)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(guò)64℃．
（4）將無(wú)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兩種硫的氧化物，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

Answer 1

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(guò)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)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；
（4）根據(jù)題給的信息可以判斷無(wú)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(guò)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，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；活潑金屬與酸發(fā)生的置換反應(yīng)過(guò)程中會(huì)放出熱量，因?yàn)榉磻?yīng)中產(chǎn)生了具有可燃性的氫氣，所以要通風(fēng)，以防發(fā)生爆炸；
故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；Fe₂O₃+3 H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；①；稀釋具有可燃性的氫氣，以防爆炸；
（2）加入的硫酸是過(guò)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；
故填：FeSO₄、H₂SO₄；
（3）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；
故填：64℃；
（4）根據(jù)題給的信息可以判斷無(wú)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$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
故填：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$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．