Question

2．以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备氯化铁昌体（FeCl₃•6H₂O）的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）硫铁矿“焙烧”中反应的化学方程式为3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$+6SO₂，则中的化学式为Fe₃O₄，反应中化合价升高的元素有铁、硫．
（2）“酸溶”中反应的化学方程式为Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O．
（3）“过滤”后滤液中金属阳离子有Fe²⁺、Fe³⁺．
（4）“氧化”中反应的离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）该工艺流程中产生的SO₂会污染空气，常用烧碱溶液来吸收．写出吸收过程中反应的化学方程式2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O或　NaOH+SO₂=NaHSO₃．

Answer 1

分析 由以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备氯化铁晶体的流程可知，在焙烧时FeS₂与氧气反应生成四氧化三铁和二氧化硫，然后四氧化三铁溶于盐酸生成氯化铁，过滤后滤液中加氧化剂氯气（或氯水等），除去混有的亚铁离子，最后结晶制备晶体，
（1）根据化学反应中原子数目守恒可得；化合价升高的元素有铁和硫；
（2）四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水；
（3）过滤得到溶液中含有亚铁离子、铁离子；
（4）氯气氧化亚铁离子生成铁离子；
（5）二氧化硫与氢氧化钠反应．

解答 解：由以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备氯化铁晶体的流程可知，在焙烧时FeS₂与氧气反应生成四氧化三铁和二氧化硫，然后四氧化三铁溶于盐酸生成氯化铁，过滤后滤液中加氧化剂氯气（或氯水等），除去混有的亚铁离子，最后结晶制备晶体，
（1）化学反应中原子的种类和数目应该前后相等，则应为Fe₃O₄，FeS₂中-1价的S升价到二氧化硫中的+4价，+2价的Fe升高到+3价；
故答案为：Fe₃O₄；铁、硫；
（2）四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，反应的化学方程式为：Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
故答案为：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O；
（3）四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，过滤得到溶液中含有亚铁离子、铁离子；
故答案为：Fe²⁺、Fe³⁺；
（4）氯气氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（5）SO₂会污染空气，用氢氧化钠溶液吸收，化学方程式为：2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O  或　NaOH+SO₂=NaHSO₃；
故答案为：2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O  或　NaOH+SO₂=NaHSO₃．

点评 本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备流程中的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应的分析，题目难度不大．