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铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用．（1）用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4
①制备原理用离子方程式表示为
FeSO4生成速率，采取下列措施中正确的是
A．使用浓硫酸与铁屑反应
B．使用磨细的铁粉反应
C．控制温度在50～70℃
D．控制温度在80～100℃
②在上述反应过程中，常会伴随发生反应：4Fe2++O2+4H+?4Fe3++2H2O
若要减少产品FeSO4中Fe3+的含量，采取下列措施中正确的是
A．控制稀硫酸的浓度不能太高
B．用去O2蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸
C．反应中保持n（Fe）/n（H2SO4）＞1
D．反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌
③反应结束后，将溶液进行
（2）工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2（SO4）3
其反应及操作流程如下：
①加入NaHCO3并搅拌，将混合液pH调控至
| 沉淀物 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Al（OH）3 | Cu（OH）2 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 | 4.7 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 | 6.7 |
③生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是
（3）用Fe2（SO4）3处理含S2-污水时，有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生，其反应的离子方程式是
分析：（1）①根据离子方程式的书写规则来进行书写；一般增大接触面积、增大浓度、增大压强、升高温度，反应的反应速率增大，以此来解答；
②A．稀硫酸的浓度太高，4Fe2++O2+4H+?4Fe3++2H2O平衡向正反应方向移动；
B．浓硫酸配制反应所需的稀硫酸应该是浓硫酸注入水中；
C．反应中保持n（Fe）/n（H2SO4）＞1，铁过量，铁和三价铁反应生成二价铁离子；
D．反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌，引入三价铁离子；
③不溶性固体和溶液的分离，应为过滤操作；
（2）①用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2（SO4）3，用硫酸溶解后溶液中含有亚铁离子、铜离子和铝离子，加入NaHCO3并搅拌，将混合液pH调控至6.7～7.5，使铜离子和铝离子全部转化为沉淀，而亚铁离子未沉淀；
②氢离子和硝酸根在同一溶液，相当于稀硝酸，亚铁离子具有还原性，酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，发生氧化还原反应，生成一氧化氮和三价铁离子，根据得失电子守恒和原子守恒书写离子反应方程式；
③一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，总的反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体O2，混合后重新通入反应Ⅱ中，可节约Fe（NO3）3、防止NO污染；
（3）三价铁离子具有强氧化性，硫离子具有还原性，发生氧化还原生成硫和硫化亚铁，据此解答；
②A．稀硫酸的浓度太高，4Fe2++O2+4H+?4Fe3++2H2O平衡向正反应方向移动；
B．浓硫酸配制反应所需的稀硫酸应该是浓硫酸注入水中；
C．反应中保持n（Fe）/n（H2SO4）＞1，铁过量，铁和三价铁反应生成二价铁离子；
D．反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌，引入三价铁离子；
③不溶性固体和溶液的分离，应为过滤操作；
（2）①用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2（SO4）3，用硫酸溶解后溶液中含有亚铁离子、铜离子和铝离子，加入NaHCO3并搅拌，将混合液pH调控至6.7～7.5，使铜离子和铝离子全部转化为沉淀，而亚铁离子未沉淀；
②氢离子和硝酸根在同一溶液，相当于稀硝酸，亚铁离子具有还原性，酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，发生氧化还原反应，生成一氧化氮和三价铁离子，根据得失电子守恒和原子守恒书写离子反应方程式；
③一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，总的反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体O2，混合后重新通入反应Ⅱ中，可节约Fe（NO3）3、防止NO污染；
（3）三价铁离子具有强氧化性，硫离子具有还原性，发生氧化还原生成硫和硫化亚铁，据此解答；
解答：解：（1）①铁屑与稀硫酸反应：H2SO4+Fe═FeSO4+H2↑，铁为单质写化学式，硫酸是强酸拆写成离子形式，硫酸亚铁是强电解质拆写成离子形式，所以离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；
A．使用浓硫酸与铁屑反应，浓硫酸与铁屑发生钝化，反应停止，故A错误；
B．使用磨细的铁粉反应，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，故B正确；
C．控制温度在50～70℃，温度较高，反应速率快，在该温度硫酸亚铁的溶解度最大，利于反应的进行，故C正确；
D．控制温度在80～100℃，稀硫酸在100℃变成了气态，不利于铁和稀硫酸充分反应，在该温度硫酸亚铁的溶解度变小，不利于反应的进行，故D错误；
故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；B、C；
②A．较浓的硫酸对于4Fe2++O2+4H+?4Fe3++2H2O等于增大反应物氢离子的浓度，平衡向生成三价铁离子的方向移动，所以需控制稀硫酸的浓度不能太高，故A正确；
B．浓硫酸的密度比水大，浓硫酸配制反应所需的稀硫酸，应该是浓硫酸注入去O2蒸馏水，否则水进入浓硫酸发生飞溅易发生事故，故B错误；
C．当反应中保持n（Fe）/n（H2SO4）＞1时，铁过量，过量的铁和三价铁离子反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，可减少产品FeSO4中Fe3+的含量，故C正确；
D．反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌，引入三价铁离子，增加产品FeSO4中Fe3+的含量，故D错误；
故答案为：A、C；
③用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4，含有不溶性固体过量的铁，过量的铁和溶液硫酸亚铁分离，应为过滤操作，最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4?7H2O晶体，
故答案为：过滤；
（2）①用硫酸溶解含有少量Cu、Al的废铁屑，溶液中含有亚铁离子、铜离子和铝离子，根据沉淀与PH之间的关系表可知，当PH等于6.7时，铜离子全部转化为氢氧化铜沉淀，铝离子全部转化为氢氧化铝沉淀，此时亚铁离子为沉淀，当PH大于7.5时，亚铁离子开始沉淀，所以PH在6.7～7.5之间，
故答案为：6.7～7.5；
②氢离子和硝酸根在同一溶液，相当于稀硝酸，亚铁离子具有还原性，酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，发生氧化还原反应，生成一氧化氮和三价铁离子，二价铁离子变为三价铁离子失去1个电子，硝酸根离子得到三个电子变成一氧化氮，所以亚铁离子和三价铁离子前的系数都为3，再根据原子守恒，该离子反应方程式为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，
故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
③反应Ⅱ中需要强氧化性的酸将二价铁离子氧化，一氧化氮有毒，但一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，总的反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，将O2和反应Ⅱ产生的NO，按3：4配比混合后重新通入反应Ⅱ中，可节约Fe（NO3）3、防止NO污染，
故答案为：节约Fe（NO3）3、防止NO污染；3：4；
（3）根据信息用Fe2（SO4）3处理含S2-污水时，有淡黄色悬浮物产生的是硫，黑色沉淀是硫化亚铁，根据得失电子守恒，硫离子变为单质硫失去2个电子，三价铁离子变为二价铁，得到1个电子，所以三价铁离子和硫化亚铁前的系数都为2，根据原子守恒，该反应的离子反应方程式为2Fe3++3S2-=2FeS↓+S，
故答案为：2Fe3++3S2-=2FeS↓+S；
A．使用浓硫酸与铁屑反应，浓硫酸与铁屑发生钝化，反应停止，故A错误；
B．使用磨细的铁粉反应，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，故B正确；
C．控制温度在50～70℃，温度较高，反应速率快，在该温度硫酸亚铁的溶解度最大，利于反应的进行，故C正确；
D．控制温度在80～100℃，稀硫酸在100℃变成了气态，不利于铁和稀硫酸充分反应，在该温度硫酸亚铁的溶解度变小，不利于反应的进行，故D错误；
故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；B、C；
②A．较浓的硫酸对于4Fe2++O2+4H+?4Fe3++2H2O等于增大反应物氢离子的浓度，平衡向生成三价铁离子的方向移动，所以需控制稀硫酸的浓度不能太高，故A正确；
B．浓硫酸的密度比水大，浓硫酸配制反应所需的稀硫酸，应该是浓硫酸注入去O2蒸馏水，否则水进入浓硫酸发生飞溅易发生事故，故B错误；
C．当反应中保持n（Fe）/n（H2SO4）＞1时，铁过量，过量的铁和三价铁离子反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，可减少产品FeSO4中Fe3+的含量，故C正确；
D．反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌，引入三价铁离子，增加产品FeSO4中Fe3+的含量，故D错误；
故答案为：A、C；
③用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4，含有不溶性固体过量的铁，过量的铁和溶液硫酸亚铁分离，应为过滤操作，最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4?7H2O晶体，
故答案为：过滤；
（2）①用硫酸溶解含有少量Cu、Al的废铁屑，溶液中含有亚铁离子、铜离子和铝离子，根据沉淀与PH之间的关系表可知，当PH等于6.7时，铜离子全部转化为氢氧化铜沉淀，铝离子全部转化为氢氧化铝沉淀，此时亚铁离子为沉淀，当PH大于7.5时，亚铁离子开始沉淀，所以PH在6.7～7.5之间，
故答案为：6.7～7.5；
②氢离子和硝酸根在同一溶液，相当于稀硝酸，亚铁离子具有还原性，酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，发生氧化还原反应，生成一氧化氮和三价铁离子，二价铁离子变为三价铁离子失去1个电子，硝酸根离子得到三个电子变成一氧化氮，所以亚铁离子和三价铁离子前的系数都为3，再根据原子守恒，该离子反应方程式为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，
故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
③反应Ⅱ中需要强氧化性的酸将二价铁离子氧化，一氧化氮有毒，但一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，总的反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，将O2和反应Ⅱ产生的NO，按3：4配比混合后重新通入反应Ⅱ中，可节约Fe（NO3）3、防止NO污染，
故答案为：节约Fe（NO3）3、防止NO污染；3：4；
（3）根据信息用Fe2（SO4）3处理含S2-污水时，有淡黄色悬浮物产生的是硫，黑色沉淀是硫化亚铁，根据得失电子守恒，硫离子变为单质硫失去2个电子，三价铁离子变为二价铁，得到1个电子，所以三价铁离子和硫化亚铁前的系数都为2，根据原子守恒，该反应的离子反应方程式为2Fe3++3S2-=2FeS↓+S，
故答案为：2Fe3++3S2-=2FeS↓+S；
点评：本题考查铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4，读懂工艺流程，熟练运用氧化还原反应原理、平衡移动原理是解答的关键，题目难度中等．
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铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用。
（1）用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4
①制备原理用离子方程式表示为 。若要提高FeSO4生成速率，采取下列措施中正确的是 。
A．使用浓硫酸与铁屑反应
B．使用磨细的铁粉反应
C．控制温度在50～70℃
D．控制温度在80～100℃
②在上述反应过程中，常会伴随发生反应：4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O
若要减少产品FeSO4中Fe3+的含量，采取下列措施中正确的是 。
A．控制稀硫酸的浓度不能太高
B．用去O2蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸
C．反应中保持n(Fe)/n(H2SO4) >1
D．反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌
③反应结束后，将溶液进行 、冷却、过滤、洗涤即得FeSO4·7H2O晶体。
（2）工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2（SO4）3
其反应及操作流程如下：
①加入NaHCO3并搅拌，将混合液pH调控至 范围内，使杂质沉淀过滤除去。
|
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
Cu(OH)2 |
|
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
4.7 |
|
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
6.7 |
②反应Ⅱ中反应的离子方程式是： 。
③生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是 ，气体X与NO配比的比例是 。
（3）用Fe2（SO4）3处理含S2-污水时，有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生，其反应的离子方程式是 。