题目内容

【题目】以硫铁矿(FeS2的质量分数为60%)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O,270.5g·moˉ1)的工艺流程如图所示。

请回答下列问题:

(1)为加快焙烧反应的化学反应速率,可采取的措施为_____、_____。(任写两条)

(2)焙烧后得到的Fe2O3在酸溶过程中发生反应的离子方程式为________。

(3)过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、_______、______。

(4)焙烧过程中产生的SO2可用过量的氨水进行吸收,所得溶液中溶质的名称为_______。

(5)先向氯化铁溶液中加适量盐酸的目的是______,再______、______、过滤、洗涤,最终得到氯化铁晶体。

(6)若取1kg硫铁矿经过上述流程(铁元素在整个流程中损失率为4%),则可得氯化铁晶体的质量为_______(保留一位小数)kg。

【答案】将矿石粉碎 提高氧气的浓度(或升高反应的温度) 2Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O 漏斗 玻璃棒 亚硫酸铵 抑制氯化铁的水解 蒸发浓缩 冷却结晶 1.3

【解析】

根据流程图,硫铁矿在高温下煅烧可以得到氧化铁和二氧化硫,将Fe2O3溶于盐酸中,可以得到含有铁离子的盐溶液,将氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶就可以得到氯化铁的晶体;(6)根据铁元素守恒进行计算,据此分析解答。

(1)根据影响化学反应速率的因素可知,为加快焙烧反应的化学反应速率,可采取的措施有:将矿石粉碎,增大接触面积、增大空气的进入量,即提高氧气的浓度、升高反应的温度等,故答案为:将矿石粉碎;提高氧气的浓度(或升高反应的温度);

(2)流程中需用30%的盐酸“酸溶”焙烧后的残渣,盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为:2Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O,反应的离子方程式为2Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,故答案为:2Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O;

(3)过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,故答案为:漏斗;玻璃棒;

(4)SO2与过量的氨水反应生成亚硫酸铵,故答案为:亚硫酸铵;

(5)氯化铁为强酸弱碱盐,水解生成氢氧化铁,先向氯化铁溶液中加适量盐酸可以抑制氯化铁的水解,再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,最终得到氯化铁晶体,故答案为:抑制氯化铁的水解;蒸发浓缩;冷却结晶;

(6)根据铁元素守恒有,FeS2~FeCl3·6H2O,则生成的氯化铁晶体的质量为×(1-4%)×270.5g/mol=1298.4g=1.3kg,故答案为:1.3。

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