Question

18．綠礬（FeSO₄•7H₂O）可以用作媒染劑和醫療上的補血劑，以氯化鉀和鈦白廠的副產品硫酸亞鐵為原料生產硫酸鉀．過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高，其主要流程如下：

（1）反應Ⅰ前需在綠礬溶液中加入B（填字母），以除去溶液中的Fe³⁺
A 鋅粉  B鐵屑  C KI溶液  D H₂
（2）反應Ⅰ需控制反應溫度低于35℃，其目的是防止NH₄HCO₃分解（或減少Fe²⁺的水解）
（3）工業生產上常在反應Ⅲ的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是降低K₂SO₄的溶解度，有利于K₂SO₄析出
（4）反應Ⅳ常被用于電解生產（NH₄）₂ S₂O₈（過二硫酸銨）電解時均用惰性電極，陽極發生的電極反應可表示為2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-．

Answer 1

分析 FeSO₄溶液中加入碳酸氫銨經反應Ⅰ可生成碳酸亞鐵固體和硫酸銨溶液，碳酸亞鐵固體經洗滌、干燥，在空氣中灼燒時發生分解，且與空氣中的氧氣發生氧化還原反應，可生成鐵紅．反應Ⅰ過濾后的溶液中含有硫酸銨、未反應的碳酸氫銨，加入硫酸反應后溶液中含有硫酸銨，反應Ⅲ加入KCl利用溶解度不同，得到硫酸鉀與氯化銨，再進行過濾分離；由（4）可知反應Ⅳ在電解條件得到（NH₄）₂S₂O₈與氫氣．
（1）Fe²⁺離子易被氧化為Fe³⁺，FeSO₄易被氧化，加入鐵屑發生反應：2Fe²⁺+Fe=2Fe³⁺，以達到除去Fe³⁺的目的，除雜時還要考慮不能引入新雜質；
（2）NH₄HCO₃易分解，反應時必須降低溫度，溫度高同樣也會加快Fe²⁺的水解；
（3）K₂SO₄易溶于水，但難溶于有機溶劑，加入醇類溶劑可以降低其溶解度；
（4）反應Ⅳ中為硫酸銨溶液，通過電解后生成（NH₄）₂S₂O₈和氫氣，陽極發生氧化反應，SO₄^2-在陽極失去電子生成S₂O₈^2-．

解答 解：（1）在FeSO₄溶液中除去溶液中的Fe³⁺，除雜時還要考慮不能引入新雜質，最好選用鐵屑或鐵粉，故答案為：B；
（2）如果溫度過高，會導致NH₄HCO₃分解，同樣也會加快Fe²⁺的水解（溫度越高水解速率越快），這樣會使原料利用率降低，
故答案為：防止NH₄HCO₃分解（或減少Fe²⁺的水解）；
（3）由題目看出在Ⅲ反應中生成的K₂SO₄為固體，而K₂SO₄在無機溶劑中溶解度是比較大的，要想使K₂SO₄析出，需要降低其溶解度，所以加入醇類溶劑目的降低K₂SO₄的溶解度，有利于K₂SO₄析出，
故答案為：降低K₂SO₄的溶解度，有利于K₂SO₄析出；
（4）反應Ⅳ中為硫酸銨溶液，通過電解后生成（NH₄）₂S₂O₈和氫氣，陽極發生氧化反應，SO₄^2-在陽極失去電子生成S₂O₈^2-，陽極電極反應式為：2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-，
故答案為：2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-．

點評 本題考查化學工業流程、物質分離提純、對實驗條件分析評價、電解池等，對化學工業流程清楚每一步驟的目的原理最好，但很多情況我們是難易做到，不要過于糾結，結合題目問題解答．