题目内容
【题目】某科研人员设计出将硫酸渣（主要成分Fe2O3，含有少量的SiO2等杂质）再利用的流程（如下图），流程中的滤液经过多次循环后用来后续制备氧化铁粉末。
（1）为了加快反应①的反应速率，除了搅拌、适当升高温度、将硫酸渣粉碎外还可采用的措施是____________________________（写出一点即可）。
（2）反应②主要作用是“还原”，即将Fe3+转化为Fe2+。在温度T1、T2（T1＞T2）下进行该反应，通过检测相同时间内溶液的pH，绘制pH随时间的变化曲线如下图所示．得出结论：该反应的温度不宜过高。
①已知信息：pH= -lgc(H+)，如0.1mol/L的盐酸的pH= -lg0.1=1。在上述流程中通入SO2气体“还原”时，试用离子方程式和适当文字来解释pH下降的原因是__________________________；
②相同时间内，T1温度下，溶液的pH更高的原因是____________________________________。
（3）该流程中循环使用的物质是 _____________。
（4）现有一包固体FeO和Fe2O3，欲要化学方法确定其中含有氧化亚铁，应选择的试剂是________。（填选号字母）
A. 盐酸、硫氰化钾溶液 B. 稀硫酸、酸性高锰酸钾溶液
C. 稀硫酸、硫氰化钾溶液 D. 稀硝酸、硫氰化钾溶液
（5）为测定反应①后溶液中Fe3＋的浓度以控制加入SO2的量。实验步骤为：准确量取20.00ml的反应后溶液，稀释成100mL溶液，取10.00 mL溶液，加入足量的KI晶体和2～3滴淀粉溶液，用0.50mol/L的Na2S2O3溶液与碘反应，当反应恰好完全进行时，共消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。已知：2Na2S2O3 + I2 ＝ Na2S4O6 + 2NaI，试计算原溶液中Fe3＋的物质的量浓度(写出计算过程)。______________
【答案】 适当增大硫酸浓度 SO2+2Fe3++2H2O=SO42- +2Fe2++4H+ ，生成了H+，H+浓度大，酸性强，pH下降 由已知知，T1＞T2，温度高，气体溶解度下降，参与反应的SO2少，溶液中的H+浓度小，pH高 H2SO4 B 5.00mol/L
【解析】（1）为了加快反应①的反应速率，除了搅拌、适当升高温度、将硫酸渣粉碎外还可采用的措施是适当增大硫酸浓度，正确答案：适当增大硫酸浓度。
（2）①氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，Fe3+具有氧化性，把二氧化硫氧化硫酸根离子，并生产生硫酸，酸性增强，pH下降，正确答案：SO2+2Fe3++2H2O=SO42- +2Fe2++4H+ ，生成了H+，H+浓度大，酸性强，pH下降。
②由已知可知，T1＞T2，温度高，气体溶解度下降，参与反应的SO2少，溶液中的H+浓度小，pH高；正确答案： 由已知可知，T1＞T2，温度高，气体溶解度下降，参与反应的SO2少，溶液中的H+浓度小，pH高。
（3）溶解硫酸渣时，加入硫酸；反应生成的铁离子把二氧化硫又氧化为硫酸，所以该流程中循环使用的物质是H2SO4 ；正确答案： H2SO4。
（4）固体FeO和Fe2O3的混合物，先加入稀硫酸溶液，反应生成硫酸亚铁和硫酸铁，再加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，证明溶液中有亚铁离子，原固体中含有FeO；不能用硝酸来溶解固体，因为FeO能够被硝酸氧化为铁离子，影响亚铁离子的检验；正确选项B。
（5）根据反应2Na2S2O3 + I2 ＝ Na2S4O6 + 2NaI可以计算出碘的量：2Na2S2O3 --I2，碘单质的量=0.5×20×10-3/2=5×10-3 mol，有根据反应：2Fe3++2I-= I2+ 2Fe2+可知，2Fe3+--I2，Fe3+的量为10-2mol，又知10.00 mL溶液含Fe3+的量为10-2mol，则100mL溶液中含有Fe3+的量为10-1mol；则20.00ml溶液中Fe3＋的物质的量浓度为10-1/0.02=5mol/L；正确答案：5.00mol/L。
