题目内容

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

回答下列问题：
（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2+O2?2SO3，该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）．c（{O}_{2}）}$；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3．
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是提高铁元素的浸出率、抑制Fe3+水解．
（3）通氯气氧化Fe2+时，发生的主要反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+．
（4）将FeCl3•6H2O在空气中充分灼烧后最终得到的物质是Fe2O3，若想得到无水FeCl3，怎样操作？在HCl气流中灼烧．

分析 硫铁矿在空气中焙烧，发生的反应为3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+8SO2，将得到的固体酸溶，发生的反应为
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O，然后过滤，向得到的滤液中通入氯气，将亚铁离子氧化生成铁离子，离子反应方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，然后将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体FeCl3•6H2O，
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）．c（{O}_{2}）}$；过量的SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸氢钠；
（2）酸溶过程中酸过量，促进铁元素的浸出率，从而提高产率；氯化铁是强酸弱碱盐，盐酸抑制铁离子水解；
（3）氯气能氧化亚铁离子生成铁离子，同时氯气被还原生成氯离子；
（4）FeCl3•6H2O在空气中充分灼烧时，铁离子水解生成氢氧化铁和HCl，升高温度促进HCl挥发，氢氧化铁在灼烧过程中分解生成氧化铁固体，要抑制氯化铁水解，应该将固体在HCl氛围中灼烧．

解答 解：硫铁矿在空气中焙烧，发生的反应为3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+8SO2，将得到的固体酸溶，发生的反应为
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O，然后过滤，向得到的滤液中通入氯气，将亚铁离子氧化生成铁离子，离子反应方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，然后将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体FeCl3•6H2O，
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）．c（{O}_{2}）}$；过量的SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸氢钠，反应方程式为SO2+NaOH=NaHSO3，故答案为：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）．c（{O}_{2}）}$；SO2+NaOH=NaHSO3；
（2）酸溶过程中酸过量，促进铁元素的浸出率，从而提高产率；氯化铁是强酸弱碱盐，铁离子水解生成盐酸，所以盐酸抑制铁离子水解，故答案为：提高铁元素的浸出率；抑制Fe3+水解；
（3）氯气能氧化亚铁离子生成铁离子，同时氯气被还原生成氯离子，离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，故答案为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；
（4）FeCl3•6H2O在空气中充分灼烧时，铁离子水解生成氢氧化铁和HCl，升高温度促进HCl挥发，氢氧化铁在灼烧过程中分解生成 Fe2O3固体，要抑制氯化铁水解，应该将固体在HCl氛围中灼烧，
故答案为：Fe2O3；在HCl气流中灼烧．

点评 本题考查化学实验制备方案设计，为高频考点，涉及盐类水解、氧化还原反应、化学平衡常数等知识点，明确反应原理及物质性质是解本题关键，熟悉流程图中发生的反应及基本操作方法，题目难度不大．

练习册系列答案
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3．用线桥法标出下列反应中电子转移的方向和数目：
（1）Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
（2）Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
4．如图所示，在烧瓶中盛饱和氯水，并滴有酚酞溶液，试填写以下空白：
（1）外界条件不变，整个体系中存在多种动态平衡，例如氨气的溶解平衡、一水合氨的电离平衡等，请用方程式表示出这两种平衡：NH3+H2O?NH3．H2O?NH4++OH-．
（2）当温度不变，活塞顶端位于A时，把活塞往外拉，溶液中产生的现象溶液红色变浅．
（3）当温度不变，活塞顶端位于C时，迅速向瓶中滴入稀H2SO4，立即塞好瓶塞，（假设操作时NH3未移出瓶外）观察到的现象是溶液红色变浅，活塞向左移动．
9．实验室用下图甲装置制取少量溴苯，请填写下列空白．
（1）在烧瓶a中装的试剂是、溴、苯、铁粉．
（2）请你推测长直导管b的作用是：导气，冷凝、回流反应物．
（3）反应完毕后，向锥形瓶d中滴加AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，此现象说明这种获得溴苯的反应属于取代反应（填有机反应类型）．纯溴苯为无色液体，它比水重（填“轻”或“重”）．
（4）课本采用图乙装置进行实验，请指出冷凝水流动的方向自下而上，图中干燥管的作用是吸收多余HBr气体，防止空气污染．
16．现有三种实验装置，如图，要制备硝基苯，应选用（　　）
A．装置AB．装置BC．装置CD．都不行
6．下列各选项最后的物质是要制取的物质，其中不可能得到的是（　　）
A．CaCO3 $\stackrel{高温}{→}$CaO $\stackrel{{H}_{2}O}{→}$Ca（OH）2$→_{过滤}^{N{a}_{2}C{O}_{3}溶液}$ NaOH溶液
B．Cu$→_{△}^{O_{2}}$CuO$→_{△}^{H_{2}SO_{4}}$CuSO4溶液$→_{过滤}^{NaOH溶液}$Cu（OH）2沉淀
C．KMnO4$\stackrel{△}{→}$O2$\stackrel{s}{→}$SO2$\stackrel{{H}_{2}O}{→}$H2SO3
D．BaCO3$\stackrel{盐酸}{→}$BaCl2溶液$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Ba（OH）2溶液
13．正丁醛是一种重要的化工原料．肥西中学高二某化学兴趣小组在老师的指导下利用如图装置合成正丁醛．发生的反应如下：
CH3CH2CH2CH2O$→_{H_{2}SO_{4}加热}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$HCH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/．c密度/（g•cm-3）水中溶解性
正丁醇117.20.8109微溶
正丁醛75.70.8017微溶
实验步骤如下：
将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．在A
中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90-95℃，在E中收集90℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75-77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，简述理由不能，浓硫酸溶于水放出大量热，容易发生迸溅伤人．
（2）上述装置图中，B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管．
（3）分液漏斗使用前必须进行的操作是c（填正确答案标号）．
a．润洗b．干燥         c．查漏
（4）反应温度应保持在90-95℃，其原因是保证正丁醛及时蒸出，促使反应正向进行，又可尽量避免其被进一步氧化．
（5）正丁醇的同分异构体有许多种，请写出符合下列条件的正丁醇的同分异构体：（1）含有与正丁醇相同的官能团；（2）一定条件下能被氧化成醛．（CH3）2CHCH2OH
（6）本实验中正丁醛的产率为51%．
10．某化学小组在实验室中利用CaSO4、NH3、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下．

回答下列问题：
（1）操作Ⅱ一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．操作Ⅲ中盛装CaCO3的仪器是坩埚（填名称）．
（2）X物质为NH3（填化学式，下同），Y物质为CO2，可循环利用的物质的有NH3，CO2．
（3）图1装置不能用于实验室制氨气的是甲（填序号）．

（4）该化学小组组装了如图2所示装置来探究NH3的还原性．用酒精灯加热C处硬质试管一段时间后，将（3）中产生的气体干燥后通入C，过一会撤去C处酒精灯．若实验过程中F处铜片没有任何变化，D中无明显现象，只观察到C中黑色粉末变红，则C中发生反应的化学方程式为2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3Cu+3H2O．
若实验过程中C中只观察到黑色粉末变红，F处铜片逐渐溶解，则：
①D中观察到的现象是出现红棕色气体．②F中铜片逐渐溶解的原因是从E中出来的气体含有二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸使铜片溶解．
11．粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、C等．实验室模拟工业流程从粉煤灰提取活性Al：0，其流程如图所示．

（1）写出加入H2SO4过程中，铝元素转化的离子方程式Al2O3+6H+=2Al3++3H2O．
（2）滤渣I的主要成分为SiO2、C．（填化学式）
（3）试剂a为NH3•H2O．（填“NH3•H2O”或“NaOH溶液”）
（4）操作b的名称为灼烧，用到的硅酸盐质仪器除酒精灯外，还用的2种是坩埚、玻璃棒或泥三角．

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