Question

【題目】綠礬（FeSO4·7H2O）是一種重要的食品添加劑。某工廠產(chǎn)生的爐渣主要含有FeO和Fe2O3，還有一定量的SiO2（SiO2不溶于水、不與稀硫酸反應(yīng)）。實(shí)驗(yàn)室以此爐渣制備綠礬的流程如下：

（1）步驟①實(shí)驗(yàn)時(shí)需用到的玻璃儀器是___________、玻璃棒和燒杯。該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：①FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，②__________________。

（2）濾液A中含有的溶質(zhì)有FeSO4、_______________。

（3）加入試劑X的目的是將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，試劑X可用SO2或Fe。

①若試劑X是SO2，轉(zhuǎn)化原理為SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2Y，則Y的化學(xué)式是__________。

②若試劑X是Fe，轉(zhuǎn)化原理為Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4。測(cè)得反應(yīng)后溶液的pH明顯增大，其原因是__________________。

（4）步驟③的操作是蒸發(fā)濃縮、___________、過(guò)濾，即得到綠礬晶體。

Answer 1

【答案】漏斗 Fe2(SO4)3、H2SO4 H2SO4 鐵消耗過(guò)量硫酸，溶液酸性減弱，所以pH增大 冷卻結(jié)晶（或結(jié)晶）

【解析】

（1）步驟①實(shí)現(xiàn)了固液分離，故步驟①是過(guò)濾，過(guò)濾需用到的玻璃儀器是：燒杯、漏斗、玻璃棒；

向爐渣中加入過(guò)量稀硫酸，FeO與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，三氧化二鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（2）FeO與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和水，三氧化二鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，且稀硫酸過(guò)量，故濾液A中含有的溶質(zhì)有FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4；

（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類和數(shù)目不變，結(jié)合化學(xué)方程式： ，反應(yīng)前硫原子是4個(gè)，反應(yīng)后應(yīng)該是4個(gè)，其中2個(gè)包含在2Y中，反應(yīng)前氧原子是16個(gè)，反應(yīng)后應(yīng)該是16個(gè)，其中8個(gè)包含在2Y中，反應(yīng)前后鐵原子都是2個(gè)，反應(yīng)前氫原子是4個(gè)，反應(yīng)后應(yīng)該是4個(gè)，包含在2Y中，則Y的化學(xué)式是：H2SO4；

② 若試劑X是鐵，鐵能與過(guò)量的稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，溶液酸性減弱，所以pH增大，故填：鐵消耗過(guò)量硫酸，溶液酸性減弱，所以pH增大；

（4）硫酸亞鐵溶液通過(guò)步驟③變成FeSO4·7H2O晶體，故步驟③為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。