Question

（13分）以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如下：

回答下列問題：

Ⅰ、（1）在一定條件下，SO2轉化為SO3的化學反應為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，該反應的平衡常數表達式為K＝ ；過量的SO2與NaOH溶液反應的化學方程式為 。

（2）酸溶及后續過程中均需保持鹽酸過量，其目的是 、 。

（3）通氯氣氧化時，發生的主要反應的離子方程式為 ；該過程產生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為 （寫化學式）。

Ⅱ、 已知： CuCl2溶液中含有少量雜質FeCl2，為制備純凈的CuCl2·2H2O晶體，擬定實驗步驟如圖所示：

請回答下列問題：

（4）步驟Ⅰ中，將Fe2＋轉化為Fe3＋最好選用下列氧化劑中的 （填字母）。

A．K2Cr2O7　 B．NaClO　 C．H2O2

該反應的離子方程式為 。

（5）在步驟Ⅱ中，加入Y的目的是為了調節溶液的酸度以促使Fe3＋沉淀完全，Y可以是下列物質中的 （填字母）。

A．NaOH B．Cu C．Cu2(OH)2CO3

（6）步驟Ⅲ應控制的實驗條件是 。

 

Answer 1

（13分）

（1）c(SO3)2/c(O2)·c(SO2)2 （1分） SO2+NaOH＝NaHSO3（1分）

（2）提高鐵元素的浸出率（1分） 抑制Fe3+水解（1分）

（3）Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋（1分）　Cl2、HCl（2分）

（4）C（1分）　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O （2分）

（5）C（1分）

（6）將溶液在較低溫度下加熱蒸發析出晶體，同時通入氯化氫氣體防止水解（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據平衡常數額表達式得該反應的平衡常數K= c(SO3)2/c(O2)·c(SO2) 2；過量的SO2與NaOH溶液反應生成亞硫酸氫鈉，化學方程式為SO2+NaOH＝NaHSO3；

（2）保持鹽酸過量的目的是提高鐵元素的浸出率，同時由于鐵離子水解生成氫氧化鐵和氯化氫，所以加入過量的鹽酸還可以防止鐵離子的水解；

（3）氯氣與亞鐵離子反應生成鐵離子，離子方程式為Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋；該過程產生的尾氣主要是Cl2、HCl，可用氫氧化鈉溶液吸收;

（4）步驟Ⅰ中，將Fe2＋轉化為Fe3＋最好選用下列氧化劑中過氧化氫，因為A、B氧化劑雖然可以氧化亞鐵離子，但同時會引入其他雜質，而過氧化氫做氧化劑，還原產物是水，所以答案選C；過氧化氫與亞鐵離子反應的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ；

（5）A、氫氧化鈉和鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，同時銅離子也會沉淀，溶液中引入鈉離子雜質，錯誤；B、Cu與鐵離子反應不會生成沉淀，錯誤；C、Cu2(OH)2CO3與鹽酸反應生成氯化銅、水、二氧化碳，調節了溶液的pH，同時未引入新的雜質，正確，答案選C；

（6）步驟Ⅲ是把氯化銅溶液轉化為氯化銅晶體，而銅離子易水解，加熱會促進水解的進行，所以實驗條件是將溶液在較低溫度下加熱蒸發析出晶體，同時通入氯化氫氣體防止水解。

考點：考查對工業流程的分析，實驗條件的判斷，離子方程式的書寫