Question

【題目】利用硫酸廠燒渣(含鐵的氧化物和少量FeS及SiO2)制堿式硫酸鐵的流程如下:

(1)SO2與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_____________。

(2)濾渣的主要成分為_________(填化學(xué)式)。

(3)反應(yīng)1中加雙氧水的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式為________。

(4)堿式硫酸鐵的化學(xué)式為Fex(OH)y(SO4)z·nH2O，為確定其組成進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①稱取1.6920g樣品溶于足量的稀鹽酸中；

②加足量的BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱重，得固體質(zhì)量為2.3300g；

③向步驟②的濾液中加過量的NaOH溶液，過濾、洗滌、灼燒、稱重，得固體質(zhì)量為0.6400g。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定該堿式硫酸鐵的化學(xué)式_________(寫出計(jì)算過程)。

Answer 1

【答案】 SO2+2OH-=SO32-+H2O SiO2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe(OH)2(SO4)5·6H2O

【解析】（1）當(dāng)NaOH過量時(shí)，與酸性氧化物發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生正鹽和水，SO2與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為SO2+2OH-＝SO32-+H2O；（2）硫酸廠燒渣含鐵的氧化物和少量FeS及SiO2，當(dāng)焙燒時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Fe2O3、SO2，向其中加入稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，原燒渣中的SiO2不能反應(yīng)，也不能溶解，過濾除去，因此濾渣的主要成分為SiO2；（3）在燒渣焙燒的過程中可能有部分FeS未完全煅燒，在酸溶時(shí)變?yōu)?/span>Fe2+留在溶液中，加入H2O2可以將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，得到的濾液中只含有陽離子Fe3+，反應(yīng)的方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；（4）在1.6920g樣品中含有的SO42-的物質(zhì)的量是：n(SO42-)＝2.3300 g÷233g/mol＝0.01mol，向步驟②的濾液中加過量的NaOH溶液，過濾、洗滌、灼燒、稱重，得固體質(zhì)量為0.6400g。該固體為Fe2O3，n(Fe2O3)＝0.6400g÷160g/mol＝0.004mol，則n(Fe3+)＝2n(Fe2O3)＝0.008mol，由于任何化合物陽離子帶的正電荷總數(shù)與陰離子帶的負(fù)電荷總數(shù)相等。3n(Fe3+)＝n(OH-)+2n(SO42-)，所以n(OH-)＝3n(Fe3+)-2n(SO42-)＝3×0.008mol-2×0.01mol＝0.004mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知含有結(jié)晶水的物質(zhì)的量是，則該堿式硫酸鐵樣品中的n(Fe3+)：n(OH－)：n(SO42－)：n(H2O)＝0.004mol：0.01mol＝4：2：5：6，因此化學(xué)式為Fe(OH)2(SO4)5·6H2O。