题目内容

硫酸亚铁是一种重要的化原料,用途十分广泛.如医疗上可用于治疗缺铁性贫血;农业上可施用于缺铁性土壤等.某校化学兴趣小组利用工业废铁屑为原料,设计了如下两种制取硫酸亚铁的方案:
①Fe+H2SO4=FeSO4+H2
②2FeO+4H2SO4
  △  
.
 
Fe2(SO43+SO2↑+4H2O,Fe+Fe2(SO43=3FeSO4
(1)实验过程中,判断方案①中反应已停止的依据是
 

(2)同学们一致认为方案①好,并指出了方案②的三个不足之处,如下表,请你分析同学找出每个不足之处的依据.
不足之处 不足的理由
操作麻烦
不环保
原料不经济
分析:(1)铁与硫酸反应时会放出气体氢气,因此在反应进行中可观察到金属表面有气泡产生,反应停止时将不再有气泡产生;
(2)通过对比两个方案中所发生反应、反应发生的条件、反应中的生成物的不同、及定量计算得到等质量的硫酸亚铁产品时消耗原料反应物的质量关系,可对方案②中存在的不足进行逐一解释.
解答:解:(1)铁与硫酸反应放出气体氢气,反应中可观察到有气泡冒出,当金属表面或是溶液中不再有气泡产生时,可判断反应已停止;
(2)对比两个方案,方案①只需要在常温下发生一个反应即可完成生成过程,而方案②需要进行两次反应且一个反应还需要进行加热,因此方案②操作步骤多又需要加热,操作麻烦;
方案①在得到产品硫酸亚铁时还得到氢气,而方案②中产生的二氧化硫气体是有毒气体,是污染空气的有害气体之一,因此议案②能造成空气污染,不环保;
根据方案①反应的化学方程式,反应中得到硫酸亚铁与消耗硫酸的质量比为152:98,而方案②中生成硫酸亚铁与消耗硫酸的关系为3FeSO4~Fe2(SO43~4H2SO4,则反应中得到硫酸亚铁与消耗硫酸的质量比为(152×3):(98×4)=152:(98×
4
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),可判断得到相同的产品硫酸亚铁时,方案②会消耗更多的硫酸,因此原料上不经济;
故答案为:
(1)金属(或溶液中)不再产生气泡;
(2)操作步骤多,需要加热;有二氧化硫生成,会污染环境;产生等量的硫酸亚铁,方案②消耗的硫酸多.
点评:解答本题时需要具备污染空气的三种有害气体、反应的化学方程式可表示出反应中各物质的质量关系等基础知识,灵活运用基础知识分析与解答问题.
练习册系列答案
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(2005?绵阳)(1)硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可用作杀虫剂、净水剂和木材防腐剂,还可用来治疗缺铁性贫血.工业上用废铁屑与稀硫酸反应制硫酸亚铁,主要反应的化学方程式为
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Fe+H2SO4=FeSO4+H2

废铁屑与硫酸反应产生的气体中含有有毒气体H2S,用CuSO4溶液可以吸收这种气体并产生黑色沉淀,该反应的化学方程式为
H2S+CuSO4═CuS↓+H2SO4
H2S+CuSO4═CuS↓+H2SO4

(2)为了探究CO的还原性,某同学将绕成螺旋状的铜丝放在酒精灯上加热至铜丝变黑后,立即将铜丝伸入盛满CO的集气瓶中(内装适量澄清石灰水),铜丝又恢复光亮的红色,振荡集气瓶,还可以看到集气瓶中
石灰水变浑浊
石灰水变浑浊

上述实验过程中,能表明CO具有还原性的反应的化学方程式是
CuO+CO
  △  
.
 
Cu+CO2
CuO+CO
  △  
.
 
Cu+CO2
.将上述表面变黑的铜丝冷却后放入稀硫酸中,可以看到的现象是
黑色固体逐渐消失
黑色固体逐渐消失
溶液由无色变成蓝色
溶液由无色变成蓝色
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

(3)一包白色固体可能含有NaCl、CuSO4、NH4NO3、BaC12、K2 C O3中的一种或几种.有同学进行下列实验来确定该固体的成分:
(a)取少许固体放入试管,加入NaOH浓溶液并微热,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变为蓝色.
(b)取一些白色固体放入试管加水溶解,得无色透明溶液.
(c)向实验b所得溶液中滴2滴酚酞试液,溶液变为红色,再向其中加入过量CaC12溶液,红色褪去,产生白色沉淀.
(d)将实验c所得溶液中的沉淀滤去,向滤液中加入AgNO3溶液,又产生白色沉淀.
①根据以上实验现象判断:这包白色固体中一定有
NH4NO3、K2CO3
NH4NO3、K2CO3
,肯定没有
CuSO4、BaC12
CuSO4、BaC12

②若用这包白色固体配成稀溶液来浇花,可产生的作用是
AC
AC
(填下列选项的字母序号).
A.促进花草的茎、叶生长茂盛,叶色浓绿
B.促进花草的根系发达,增强抗寒抗旱能力
C.促进花草生长健壮,茎杆粗硬,增强对病虫害和倒伏的抵抗能力
(4)实验室需用20%的稀硫酸(密度为1.14g?cm-3)460mL,若用如图标签所示的硫酸来配制,则至少需用这种硫酸
58.2
58.2

mL.
硫酸亚铁是一种重要的化工原料,用途十分广泛.如医疗上可用于治疗缺铁性贫血;农业中可施用于缺铁性土壤等.某校化学兴趣小组,利用工业废铁屑为原料,设计如下两种制备硫酸亚铁的方案:
①Fe+H2SO4═FeSO4+H2
②2FeO+4H2SO4(浓)═Fe2(SO43+SO2↑+4H2O
Fe+Fe2(SO43═3FeSO4
(1)两种方案都有一定的理论依据,他们选用了方案①,那么不用方案②的理由是
过程复杂,有污染性气体污染环境,用到浓硫酸安全性小(回答合理即可,不强调全面)
过程复杂,有污染性气体污染环境,用到浓硫酸安全性小(回答合理即可,不强调全面)

(2)工业废铁屑常沾有油污,去除油污的方法是
用氢氧化钠等强碱性溶液浸泡
用氢氧化钠等强碱性溶液浸泡

(3)他们在配制所需的稀硫酸时使用了自来水,小明提出自来水中含有少量的Cl-,会影响到制出的FeSO4的纯度.请你设计实验证明已配制的稀硫酸中混有Cl-
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量配置好的硫酸溶液,加入过量的硝酸钡溶液,充分振荡后过滤.
取少量配置好的硫酸溶液,加入过量的硝酸钡溶液,充分振荡后过滤.
生成沉淀
生成沉淀
 
向过滤所得的滤液中滴加硝酸银溶液,振荡
向过滤所得的滤液中滴加硝酸银溶液,振荡
生成白色沉淀
生成白色沉淀
该溶液中含有氯离子
该溶液中含有氯离子
 

(4)实验过程中,如何判断方案①的反应已停止
无气泡继续生成
无气泡继续生成

(5)利用工业废铁屑为原料制备硫酸亚铁的现实意义是
实现废物再利用、提高资源的利用效率(回答一旦即可,合理就行)
实现废物再利用、提高资源的利用效率(回答一旦即可,合理就行)

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