题目内容

【题目】某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用,废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3,可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产工艺流程如图:

已知:乳酸可以和碳酸根生成二氧化碳气体。请回答:

(1)步骤④需控制反应温度低于35℃,其目的是___。

(2)步骤④反应的离子方程式是___。

(3)已知:FeCO3(s) Fe2+(aq)+CO32-(aq),试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳酸亚铁的原因___。

(4)Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用如图(a)和(b)中的信息,按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的___(填“深”或“浅”),其原因是___。

【答案】防止碳酸氢铵分解,防止亚铁离子被氧化 Fe2++2HCO3-= FeCO3↓+H2O+CO2↑ 乳酸与碳酸根离子反应,使平衡正移 深 2NO2(g)=N2O4(g)△H<0,过氧化氢分解放热,温度升高,平衡逆移

【解析】

(1)NH4HCO3受热易分解,所以步骤④需控制反应温度低于35℃;同时,温度高时,亚铁离子易被空气中的氧气氧化。

答案为:防止碳酸氢铵分解,防止亚铁离子被氧化

(2)从流程图中可以看出,步骤④是硫酸亚铁与碳酸氢铵反应,生成碳酸亚铁沉淀、二氧化碳气体等,所以反应的离子方程式为:Fe2++2HCO3-= FeCO3↓+H2O+CO2↑

答案为:Fe2++2HCO3-= FeCO3↓+H2O+CO2↑

(3)步骤⑤中,碳酸亚铁发生电离,FeCO3(s) Fe2+(aq)+CO32-(aq),乳酸与CO32-发生反应,减少了生成物浓度,促使平衡不断地正向移动,最后碳酸亚铁全部溶解,生成乳酸亚铁。答案为:乳酸与碳酸根离子反应,使平衡正移

(4)从图(a)和(b)中可以得出如下信息:双氧水的分解反应、2NO2(g)N2O4(g)都是放热反应。按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的深。答案为:深。

因为双氧水分解放热,使B瓶的温度升高,2NO2(g)=N2O4(g)的平衡逆向移动,c(NO2)增大,所以气体的颜色加深。答案:2NO2(g)=N2O4(g)△H<0,过氧化氢分解放热,温度升高,平衡逆移。

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