Question

废铁屑的主要成份是铁，同时还有少量铁锈（Fe₂O₃），制取硫酸亚铁的生产工艺之一如下图所示：

（1）在反应器中发生反应的化学方程式除Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄外还有2个反应，①有单质的化学方程式

 

，②没有单质的化学方程式

 

；其中同时作为反应器维持70℃-80℃所需热量主要提供者的反应是

 

（填序号①或②）；反应器所在的厂房要加强通风的原因可能是

 

；
（2）滤液M中肯定含有的溶质的化学式是

 

和

 

；
（3）在实验室中完成操作A的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和

 

；
（4）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
析出晶体	FeSO4?7H2O							FeSO4?4H2O		FeSO4?H2O

根据上表，硫酸亚铁晶体（FeSO₄?7H₂O）冷却结晶温度最高不超过

 

；
（5）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二种硫的氧化物，试写出该反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,过滤的原理、方法及其应用,蒸发与蒸馏操作,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：（1）根据铁、氧化铁都能和稀硫酸反应，可以依据反应物、生成物结合质量守恒定律写出反应的化学方程式；
（2）根据加入的硫酸是过量的，所以在溶液中含有硫酸和反应生成的硫酸亚铁进行分析解答；
（3）根据分离固体和液体的操作方法为过滤，可知A的操作是过滤，所以还需要漏斗，可以据此解答该题；
（4）根据图表中的信息可以知道当温度大于64℃时产生了FeSO₄?4H₂O，可以据此解答该题；
（5）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）通过分析可知，铁和硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，氧化铁和硫酸反应生成了硫酸铁和水，所以有单质生成的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，没有单质的化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，通过查阅资料可知，铁和硫酸反应剧烈，放出大量的热，所以作为反应器维持70℃-80℃所需热量主要提供者的反应是①，氢气具有可燃性，氢气和氧气混合在爆炸极限范围内遇到明火会发生爆炸，所以反应器所在的厂房要加强通风的原因可能是：稀释具有可燃性的氢气，以防爆炸；
（2）加入的硫酸是过量的，所以在溶液中含有硫酸和反应生成的硫酸亚铁，所以滤液M中肯定含有的溶质的化学式是FeSO₄、H₂SO₄；
（3）操作A后得到了滤液和固体，所以可以判断操作a为过滤，所以还需要的玻璃仪器为漏斗；
（4）根据图表中的信息可以知道当温度大于64℃时产生了FeSO₄?4H₂O，所以应该将温度控制在64℃以下；
（5）通过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 

高温  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
故答案为：（1）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，①，稀释具有可燃性的氢气，以防爆炸；
（2）FeSO₄、H₂SO₄；
（3）漏斗；
（4）64℃；
（5）2FeSO₄

高温  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

点评：在解此类题时，应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，并根据所学知识结合所给信息进行解答．