Question

【題目】以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl3·6H2O）的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）在一定條件下，SO2轉化為SO3的反應為2SO2＋O22SO3，該反應的平衡常數表達式為K＝____；過量的SO2與NaOH溶液反應的化學方程式為_________________。

（2）用36.5%（密度為1.2g·㎝－3）的鹽酸的配制500mL的30%（密度為1.095g·㎝－3的鹽酸，所需玻璃儀器是 （___）

A．玻璃棒 B．燒杯 C．托盤天平 D．500mL量筒 E、500mL容量瓶 F、膠頭滴管

（3）酸溶及后續過程中均需保持鹽酸過量，其目的是________________________、

________________________________________________________。

（4）通氯氣氧化時，發生的主要反應的離子方程式為_________________________；該過程產生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為________________（寫化學式）。

(5)操作a為_________________________、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】K＝c2(SO3)/c(O2)·c2(SO2) SO2＋NaOH＝NaHSO3 ABDEF 提高鐵元素的浸出率 抑制Fe3＋水解 Cl2＋2Fe2＋＝2Cl－＋2Fe3＋ Cl2、HCl 蒸發濃縮、冷卻結晶

【解析】

根據流程可知，硫鐵礦在高溫下焙燒可以得到鐵的氧化物，將其溶于鹽酸中，可以得到含有亞鐵離子、鐵離子的鹽溶液，向其中通入氯氣，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，最后得到的氯化鐵溶液蒸發濃縮、冷卻結晶后得到氯化鐵晶體，據此分析作答。

（1）根據平衡常數的定義易知，該反應的化學平衡常數K＝c2(SO3)/c(O2)·c2(SO2)；過量的二氧化硫與氫氧化鈉反應會生成亞硫酸氫鈉，其化學方程式為：SO2＋NaOH＝NaHSO3；

（2）根據溶液配制的步驟分析可知，計算：結合c=可知，該濃鹽酸的物質的量濃度為mol/L=12mol/L，稀鹽酸的物質的量濃度為=10.95mol/L，依據C濃V濃 = C稀V稀求出所需鹽酸溶液的體積V濃==0.456L=456mL；量取：依據計算的體積，用500mL量筒量取；洗滌時需要用到燒杯和玻璃棒；移液時需要移到500mL容量瓶中，定容時需要膠頭滴管，故所需的玻璃儀器有：A．玻璃棒、B．燒杯、D．500mL量筒、E. 500mL容量瓶、F. 膠頭滴管，故答案為ABDEF；

（3）過量的鹽酸可抑制鐵離子的水解，提高鐵離子的浸出率，故酸溶及后續過程中均需保持鹽酸過量，其目的是提高鐵元素的浸出率、抑制Fe3＋水解；

（4）氯氣與Fe2＋反應生成Fe3＋與Cl-，其離子方程式為：Cl2＋2Fe2＋＝2Cl－＋2Fe3＋；該過程中尾氣有過量的氯化氫與氯氣，需用氫氧化鈉吸收，故答案為Cl2、HCl；

（5）得到的氯化鐵溶液蒸發濃縮、冷卻結晶后得到氯化鐵晶體，故答案為蒸發濃縮、冷卻結晶。