Question

【題目】綠礬（FeSO47H2O）的一種綜合利用工藝如下：

（1）綠礬與NH4HCO3在溶液中按物質的量之比1：2反應，有CO2生成，反應的離子方程式為__________________________________。

（2）隔絕空氣進行“焙燒”，鐵元素的轉化途徑是FeCO3FeOFe，實際作還原劑的是CO。寫出“焙燒”過程中各步反應的化學方程式__________________________________。

（3）“除雜”步驟為：向母液中通入含臭氧的空氣、調節pH、過濾，除去的雜質離子是_________。

（4）母液“除雜”后，欲得到(NH4)2SO4粗產品，操作步驟依次為真空蒸發濃縮、冷卻結晶、______。濃縮時若溫度過高，產品中將混有NH4HSO4，運用化學平衡移動原理解釋其原因_______________。

（5）綠礬的另一種綜合利用方法是：綠礬脫水后在有氧條件下焙燒，FeSO4轉化為Fe2O3和硫的氧化物。分析下表實驗數據，為了提高SO3的含量，可采取的措施是__________________。

空氣通入量/Ls-1	溫度/℃	SO2含量/%	SO3含量/%
0.02	850	45.4	54.6
0.06	850	30.5	69.5
0.10	850	11.1	88.9
0.10	810	11.1	88.9
0.10	890	11.2	88.8

Answer 1

【答案】 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+ CO2↑+H2O FeCO3FeO+CO2↑；C+CO22CO；FeO+COFe+CO2↑ Fe2+ 過濾 NH4++H2ONH3H2O+H+，溫度過高NH3揮發使平衡向右移動，溶液酸性增強生成NH4HSO4 增大空氣通入量

【解析】本題考查化學工藝流程，（1）根據流程，綠礬和NH4HCO3反應生成FeCO3和CO2，且綠礬和NH4HCO3系數比為1：2，即離子方程式為： Fe2＋+2HCO3－=FeCO3↓+ CO2↑+H2O ；（2）根據途徑，FeCO3分解成FeO，反應方程式為FeCO3FeO＋CO2↑，焙燒時，加入煤粉，發生C＋CO22CO，然后用CO還原FeO，反應方程式為CO＋FeOFe＋CO2；（3）母液中含有離子是NH4＋、HCO3－、SO42－、Fe2＋，通入臭氧，利用臭氧的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，然后調節pH，除去Fe3＋，因此除雜過程中除去的雜質離子是Fe2＋；（4）冷卻結晶后，過濾，得到(NH4)2SO4晶體；NH4＋屬于弱堿根離子，發生水解，即NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，鹽類水解是吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向進行，NH3揮發，溶液中c(H＋)增大，即生成NH4HSO4；（5）根據表格中數據，當通入空氣的通入量為0.1的時候，SO3的含量達到最大，因此提高SO3的含量，采取措施提高空氣的通入量。