Question

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。

①装置c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。

①SO₂含量的表达式是_____________（用含m、V的代数式表示)。

②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

2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ KSCN溶液 防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收 否 尾气中的CO2也能被B装置吸收使所测质量分数偏大 % 蒸发浓缩 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，过量盐酸能够抑制Fe3＋水解

【解析】黄铁矿在高温下煅烧可以得到铁的氧化物，将其溶于盐酸中，可以得到含有亚铁离子、铁离子的盐溶液，向其中通入氯气，能将亚铁离子氧化为铁离子，氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶就可以得到氯化铁的晶体，据此解答。

（1）黄铁矿在高温下煅烧可以得到铁的氧化物，将其溶于盐酸中，可以得到含有亚铁离子、铁离子的盐溶液，向其中通入氯气，能将亚铁离子氧化为铁离子，氧化过程中发生反应的离子方程式是2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+，检验铁离子可以使用硫氰化钾溶液，现象是显示红色；（2）方案一：二氧化硫属于酸性气体，能被碱石灰吸收，B中碱石灰增重的质量即为二氧化硫的质量，则①碱石灰增重的质量即为二氧化硫的质量，但是碱石灰还能吸收空气中的二氧化碳和水，所以C中的碱石灰是吸收空气中的水以及二氧化碳的，防止进入B中干扰试验结果；②尾气中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，其中的水被浓硫酸吸收，但是碱石灰吸收的是二氧化碳和二氧化硫的总质量，测得的体积分数会偏大，所以不能根据碱石灰增重来确定二氧化硫的体积分数；方案二：二氧化硫可以和溴水之间反应得到硫酸，硫酸和氯化钡之间反应生成硫酸钡沉淀，根据沉淀的质量结合S元素守恒可以得到二氧化硫的量，进而计算体积分数；①硫酸钡沉淀的质量是mg，所以硫元素的物质的量=m/233mol=二氧化硫的物质的量，所以VL尾气中SO2的体积分数是：；②氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶就可以得到氯化铁的晶体，由于铁离子水【解析】
Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，因此必须在盐酸环境中进行，防止铁离子水解，保证盐酸过量。