Question

【題目】今年春節期間播出的《舌尖3》，讓籍籍無名的章丘鐵鍋名聲大振，章丘手工鐵鍋制造需要歷經十二道工序，再過十八遍火候，一千度高溫錘煉，經受三萬六千次鍛打，其爐渣中主要含FeO、Fe2O3和雜質（雜質既不溶于水，也不與稀硫酸反應）。現按如圖工藝流程，用爐渣制備綠礬（FeSO47H2O），請按要求回答問題：

（查閱資料）氧化亞鐵與稀硫酸、鐵與硫酸鐵反應均可生成硫酸亞鐵；

（1）步驟一中，發生反應的化學方程式為FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，______。

（2）步驟一中的操作名稱是______，為加快步驟一的反應速率，可采取的措施有______。

A 加水 B 升高溫度 C 加濃鹽酸 D 粉碎爐渣

（3）步驟二中無氣體生成的化學反應方程式為______。

（4）將濾液2蒸發濃縮、降溫結晶、過濾，冰水洗滌，低溫干燥后得到FeSO47H2O晶體，其中冰水洗滌的作用是______，低溫干燥的目的是______。

（5）pH大小關系：濾液1______濾液2，造成該結果的原因是______。

Answer 1

【答案】Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O 過濾 BD Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4 減少硫酸亞鐵的損失 防止脫水 ＜ 因為溶液1中硫酸過量，而溶液2中硫酸已經轉化硫酸亞鐵

【解析】

（1）由于爐渣中主要含FeO、Fe2O3和雜質，所以加入過量稀硫酸，應該是氧化亞鐵和氧化鐵分別于硫酸反應，所以步驟一中，發生反應的化學方程式為FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；

（2）步驟一實現了固體和液體的分離，所以操作名稱是過濾。由于反應物之間接觸面積越大反應越快，溫度越高，反應越快，所以為加快步驟一的反應速率，可采取的措施有升高溫度、粉碎爐渣；

（3）步驟二中是硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，同時由于濾液1含有硫酸鐵，而濾液2不含硫酸鐵，所以應該是硫酸鐵轉化為硫酸亞鐵，根據信息“鐵與硫酸鐵反應均可生成硫酸亞鐵“，所以無氣體生成的化學反應方程式為Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4；

（4）將濾液2蒸發濃縮、降溫結晶、過濾，冰水洗滌，低溫干燥后得到FeSO47H2O晶體，由于硫酸亞鐵的溶解度隨溫度降低而減小，所以冰水洗滌的作用是減少硫酸亞鐵的損失，由于結晶水合物在干燥過程受熱容易失去結晶水，所以低溫干燥的目的是 防止脫水；

（5）濾液1含有剩余的硫酸，而濾液2中是鐵過程對應生成的溶液，所以pH大小關系：濾液1＜濾液2，造成該結果的原因是 因為溶液1中硫酸過量，而溶液2中硫酸已經轉化硫酸亞鐵。