Question

硫酸厂的烧渣主要成分是Fe₂O₃，其次含少量的SiO₂和FeS。工业上利用硫酸厂烧渣经回收处理制得绿矾(FeSO₄·7H₂O)和一种聚铁胶体[Fe(OH)SO₄]_n。绿矾是治疗缺铁性贫血药品的重要成分，而聚铁胶体是重要的水处理剂。上述生产工艺流程如下：

请通过分析回答下列相关问题：

（1）灼烧产生的尾气对大气有污染，因此工业生产中必须进行回收处理，下列方法可行的是_______________：

A．用氨水吸收          B. 直接用水吸收

C. 用浓硫酸吸收          D. 与空气混合用石灰石粉末悬浊液吸收

（2）操作Ⅲ是_____________、_______________、过滤、洗涤、干燥保存等；

（3）在由溶液X制聚铁胶体过程中①调节pH及②控制温度目的是___________________。

（4）在反应釜中FeS、O₂及稀H₂SO₄反应硫酸铁等物质，则反应的离子方程式为___________________________；

（5）某研究性小组为探究绿矾(相对分子质量：278)在隔绝空气条件下加热分解反应的产物(已知分解产物全为氧化物)，进行了如图所示的实验：

① 实验开始时，在点燃C处酒精喷灯之前应先打开活塞通CO₂，其目的是_____________。 装置D的作用是______________________。

②该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是____________________________。

③该组同学称取55.6 g绿矾按上图装置进行实验。待绿矾分解完全后，E瓶中产生了23.3 g白色沉淀。将C中固体产物投入足量稀硫酸中完全溶解得到溶液，取少量该溶液滴入KSCN溶液呈红色；另取少量该溶液滴入酸性KMnO₄溶液，KMnO₄溶液不褪色。据写出绿矾分解的化学方程式为__________________________。

Answer

（1）AD；（2）蒸发浓缩，冷却结晶；

（3）促使Fe3+充分水解并形成聚铁胶体；

（4）4FeS+3O2+12H+＝4Fe3++4S↓+6H2O；

（5）①排尽装置内的空气；防倒吸（或作安全瓶）；

②没有尾气处理装置；③2(FeSO4·7H2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。

【解析】

试题分析：（1）灼烧产生的气体为SO2，SO2是引起酸雨的主要原因， SO2是酸性氧化物，常采用氨水或与石灰石吸收，故选项AD正确；(2)得到晶体，常采用蒸发浓缩、冷却结晶；(3)调节pH的目的是：促使Fe3+充分水解并形成聚铁胶体；（4）根据信息以及流程图，FeS＋O2＋H2SO4→Fe2(SO4)＋S＋H2O，Fe元素的化合价由＋2价→＋3价，化合价升高1价，S的价态由－2价→0价，化合价升高2价，共升高3价，O2中O的化合价由0价→－2价，共降低4价，最小公倍数是12，因此离子反应方程式为：4FeS+ 3O2 + 12H+＝4Fe3++ 4S↓+6H2O；（5）①通CO2的目的是排除装置的空气，防止Fe2＋被氧气氧化成Fe3＋，装置D的作用是起安全瓶的作用；②缺少尾气的处理的装置；③E瓶中沉淀是BaSO4，说明C中产生SO3，即物质的量为n(BaSO4)=n(SO3)=23.3/233mol=0.1mol，将C中固体产物投入足量稀硫酸中完全溶解得到溶液，取少量该溶液滴入KSCN溶液呈红色，推出溶液含有Fe3＋，溶液滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液不褪色，说明溶液中不含Fe2＋，n(FeSO4·7H2O)=55.6/278mol=0.2mol，根据硫元素守恒，因此灼烧后有SO2，且物质的量为0.1mol，因此反应方程式为：2(FeSO4·7H2O) Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。

考点：考查实验方案设计的评价、化学计算、元素及其化合物的性质等知识。