Question

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

（1）步驟①實驗時需用到的玻璃儀器是___________、玻璃棒和燒杯。該過程發生反應的化學方程式為：①FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，②__________________。

（2）濾液A中含有的溶質有FeSO4、_______________。

（3）加入試劑X的目的是將Fe3+轉化為Fe2+，試劑X可用SO2或Fe。

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

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

（4）步驟③的操作是蒸發濃縮、___________、過濾，即得到綠礬晶體。

Answer 1

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

【解析】

（1）步驟①實現了固液分離，故步驟①是過濾，過濾需用到的玻璃儀器是：燒杯、漏斗、玻璃棒；

向爐渣中加入過量稀硫酸，FeO與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和水，該反應的化學方程式為：，三氧化二鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，該反應的化學方程式為：；

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

（3）①根據質量守恒定律，化學反應前后，原子的種類和數目不變，結合化學方程式： ，反應前硫原子是4個，反應后應該是4個，其中2個包含在2Y中，反應前氧原子是16個，反應后應該是16個，其中8個包含在2Y中，反應前后鐵原子都是2個，反應前氫原子是4個，反應后應該是4個，包含在2Y中，則Y的化學式是：H2SO4；

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

（4）硫酸亞鐵溶液通過步驟③變成FeSO4·7H2O晶體，故步驟③為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。