Question

19．废铁屑的主要成份是铁，同时还有少量铁锈（Fe₂O₃），动物饲料硫酸亚铁的生产工艺之一如图所示：

（1）在反应器中发生反应的化学方程式除Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄外，写出发生的其他一个化学反应方程式：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑或Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）在实验室中操作A是过滤；
（3）滤液M经过操作B可得硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O）．已知硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成如下表：

温度/℃	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	37.2
析出 晶体	FeSO4•7H2O							FeSO4•4H2O		FeSO4•H2O

根据溶解度表，要得到纯净的硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O），冷却结晶温度应该低于64℃；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次．用冰水洗涤的目的是：Ⅰ除去晶体表面附着的杂质；Ⅱ减少晶体溶解，提高产率．
（4）在化学反应中，将有元素化合价变化的反应定义为氧化还原反应．在氧化还原反应中，若有元素的化合价升高，必有元素的化合价降低，且元素化合价升降总数相等．将无水硫酸亚铁（FeSO₄）隔绝空气加强热，生成产物有三氧化二铁和其它氧化物，试写出该氧化还原反应的化学方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃．

Answer 1

分析 （1）据题意分析发生反应的化学反应；
（2）根据操作A的目的来分析；
（3）根据图表中的信息可以知道当问到大于64℃时产生了FeSO₄•4H₂O，可以据此解答该题；冰水的温度低，硫酸亚铁在低温下的溶解度小，可降低洗涤过程中的溶解而造成的损失去分析解答．
（4）根据四种基本反应类型的特点来解答该题，根据题给的信息可以判断无水硫酸亚铁（FeSO₄）隔绝空气加强热，生成产物有三氧化二铁、二氧化硫和三氧化硫，可以据此写出该反应的化学方程式．

解答 解：（1）在反应器中发生反应的化学方程式除Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄外，还有 Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe₂O₃+3 H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3 H₂O．
故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑或Fe₂O₃+3 H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3 H₂O；
（2）操作A将液体和固体分离开，是过滤，故填：过滤； 
（3）根据图表中的信息可以知道当问到大于64℃时产生了FeSO₄•4H₂O，所以应该将温度控制在64℃以下；洗涤除去晶体表面附着的溶于水杂质，冰水的温度低，晶体在低温下的溶解度小；
故填：64；减少晶体溶解，提高产率．
（4）根据四种基本反应类型的特点可以知道，在置换反应中有单质参与和生成新的单质，所以可以判断在置换反应中一定有化合价的变化，故选B，根据题给的信息可以判断无水硫酸亚铁（FeSO₄）隔绝空气加强热，生成产物有三氧化二铁和三氧化硫，在氧化还原反应中，若有元素的化合价升高，必有元素的化合价降低，且元素化合价升降总数相等，所以结合元素化合价的变化可以知道，铁元素的化合价由+2变成了+3价，所以反应中有二氧化硫生成，硫元素的化合价由+6降低到+4，所以根据质量守恒定律可以判断在该反应中还生成了三氧化硫，所以该反应的化学方程式为：2FeSO₄ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
故填：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃．

点评 掌握化学方程式的书写、盐的化学性质等知识，并学会分析信息、提取信息，并应用所学知识结合所给信息进行解答，考查了学生分析、解决问题的能力．