Question

（13分）氯化铁是一种重要的化学试剂和化工原料，工业上以黄铁矿（主要成分为FeS₂）为原料在制备硫酸的同时，利用其煅烧后炉渣的主要成分Fe₂O₃可制备氯化铁晶体（FeCl₃·6H₂O），其工艺流程如下（杂质不参与反应）：

回答下列问题：

（1）高温煅烧时，黄铁矿要粉碎成细小的颗粒,其目的是                    。

（2）黄铁矿高温煅烧时发生反应的化学方程式                               。

（3）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是            、        。

（4）系列操作包括:蒸发浓缩、          、        、洗涤等。蒸发与过滤时玻璃棒的作用分别是：           、            。

（5）取a g黄铁矿，按上述流程制得FeCl₃·6H₂O晶体，将该晶体溶于水，再将所得溶液蒸干、灼烧，得到b g固体产物（整个过程中的损耗忽略不计），黄铁矿的纯度为     （用含a、b的表达式表示）。

Answer

（13分）

（1）增大与空气的接触面积，提高反应速率

（2）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

（3）使Fe2O3完全溶于酸、防止FeCl3水解

（4）冷却结晶 过滤 搅拌、引流

（5）3b/2a100%

【解析】

试题分析：（1）在煅烧矿石时，为了加快化学反应速率，一般将黄铁矿粉碎成细小的颗粒来增大与空气的接触面积。

（2）根据流程图可以判断，黄铁矿高温煅烧时与氧气反应生成SO2 和氧化铁，发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 ，

（3）为了使Fe2O3完全溶于酸且防止FeCl3水解，酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量。

（4）滤液是FeCl3 溶液，由溶液得到结晶水合物的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶 过滤、洗涤等。蒸发时要用玻璃棒搅拌，使受热均匀，过滤时要用玻璃棒引流。

（5）FeCl3·6H2O晶体溶于水，再将所得溶液蒸干、灼烧，得到b g固体产物是Fe2O3 ，物质的量为b/160，根据铁原子守恒，黄铁矿的物质的量为b/80，所以黄铁矿的纯度为[（b÷180）×120]÷a×100%=3b/2a100%.

考点：考查氯化铁晶体制备的工艺流程，铁及其化合物的性质。