Question

(19分)以硫铁矿(主要成分为FeS₂)为原料制备氯化铁晶体(FeCl₃·6H₂O)的工艺流程如下：

(1)氧化过程中发生反应的离子方程式是                   ，检验氧化生成的阳离子的试剂是                 。

(2)尾气中主要含N₂、O₂、SO₂和少量的CO₂、H₂O，取标准状况下的尾气V L测定SO₂含量：

  方案一：让尾气缓慢通过以下装置。

①C仪器的名称是           ，该装置的作用是             。

②实验时先通入尾气，再通入一定量氮气。若通过B装置的增重来测量SO₂的体积分数。你认为该方案是否合理           ，请说明理由           (若方案合理该空不必填写)。

方案二：将尾气缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为m g。

①加入过量氯化钡溶液的目的是                  。

②进行沉淀洗涤的方法是                       。

③SO₂含量的表达式是              （用含m、V的代数式表示)。

(3)从FeCl₃溶液中得到FeCl₃6H₂O晶体的操作包括      、冷却结晶、过滤，该过程需保持盐酸过量，结合必要的离子方程式说明原因               .

Answer

（19分）

（1）2Fe2+ + Cl2= 2Cl- + 2Fe3+（2分） KSCN溶液（1分，其它合理答案也给分）

（2）方案一：①干燥管（1分） 防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收（2分）

②否（1分） 尾气中的CO2也能被B装置吸收使所测质量分数偏大（2分）

方案二：①使生成的SO42-完全转化为沉淀（2分）

②在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水流下后再重复2～3次此操作（2分）

③%（2分）

（3）蒸发浓缩（2分）

Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+，过量盐酸能够抑制Fe3+水解（2分）

【解析】

试题分析：（1）滤液中含有Fe2+，通入Cl2发生氧化还原反应，离子方程式为：2Fe2+ + Cl2= 2Cl- + 2Fe3+；检验Fe3+的试剂为KSCN溶液，若溶液变红，说明含有Fe3+。

（2）方案一：①根据实验装置图可知，C仪器的名称是干燥管；外界空气中含有CO2、水分，可能被B中碱石灰吸收，所以C装置的作用是：防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收。

②因为尾气中含有CO2，也能办碱石灰吸收，使所测质量分数偏大，所以方案一不合理。

方案二：①溴水与SO2反应生成H2SO4，加入过量的BaCl2溶液，Ba2+与SO42‾反应，使生成的SO42-完全转化为沉淀。

②洗涤沉淀的方法是：在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水流下后再重复2～3次此操作。

③根据化学方程式和S元素守恒可得对应关系：SO2 ～ BaSO4，所以SO2含量的表达式是：mg÷233g/mol×22.4L/mol÷VL×100% =%

（3）从FeCl3溶液中得到FeCl36H2O晶体，应蒸发浓缩，再冷却结晶、过滤，因为FeCl3为强酸弱碱盐，能发生水解反应：Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+，过量盐酸能够抑制Fe3+水解。

考点：本题考查化学实验基本仪器和基本操作、实验方案的分析与评价、化学计算。