Question

以黄铁矿（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：

请按要求回答下列问题：

（1）需将硫铁矿粉碎再焙烧的目的是______________________________________.

（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是_____________、__________.

（3）尾气主要含N₂、O₂、SO₂和少量的CO₂、H₂O(g).测定尾气中SO₂含量的方案如下：

（方案甲）将标准状况下的2.24 L尾气缓慢通过如下装置A中：   

①C仪器的名称是_______________,装置C的作用是_________________________.

②实验时先通入尾气,再通入一定量氮气,通过B装置的增重来测量SO₂的体积分数,请写出该方案合理与否的理由__________________________________________.

（方案乙）将标准状况下的2.24 L尾气缓慢通过如下装置D中,充分与足量试剂M反应后,再滴入过量试剂N,经过滤、洗涤、干燥、用电子天平称得沉淀质量为0.233g.

   

③若试剂M、N分别是碘水、BaCl₂溶液,写出D中总反应的离子方程式： __________________.尾气中SO₂的体积分数为__________________.

④若试剂M是Ba(NO₃)₂溶液,不再滴加试剂N,观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色.写出SO₂和Ba(NO₃)₂溶液反应的离子方程式：___________________________.

Answer

增大反应物的接触面积,加快反应速率 提高铁元素的浸出率 抑制Fe3+水解 球形干燥管 防止空气中的水蒸气、CO2进入B装置 该方案不合理,因为尾气中的CO2也能被B装置中的碱石灰吸收,导致所测SO2气体的体积分数偏大 SO2+I2+2H2O+ Ba2+=BaSO4↓+2I－+4H+ 1.00% 3SO2+3Ba2++2NO3－+2H2O = 3BaSO4↓+2NO+4H+

【解析】

（1）需将硫铁矿粉碎再焙烧的目的是矿石颗粒越小，与空气的接触面积越大，燃烧越充分。

（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是酸溶时可使反应充分，提高铁元素的浸出率；氧化时盐酸过量，可抑制Fe3+的水解。

（3）①C仪器的名称是球形干燥管，装置C的作用是防止空气中的水蒸气、CO2进入B装置，影响SO2含量的测定。

②实验时先通入尾气，再通入一定量氮气，通过B装置的增重来测量SO2的体积分数，该方案不合理，因为尾气中的CO2也能被碱石灰吸收。

③若试剂M、N分别是碘水、BaCl2溶液，D中发生的反应为SO2+I2+2H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HI+2HCl，尾气中SO2的体积分数为。

④若试剂M是Ba(NO3)2溶液，不再滴加试剂N，观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色，则瓶内生成的气体为NO，SO2和Ba(NO3)2溶液反应的化学方程式为3SO2+3Ba(NO3)2+2H2O = 3BaSO4↓+2NO+4HNO3。

（1）需将硫铁矿粉碎再焙烧的目的是矿石颗粒越小，与空气的接触面积越大，燃烧越充分。答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率；

（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是酸溶时可使反应充分，提高铁元素的浸出率；氧化时盐酸过量，可抑制Fe3+的水解。答案为：提高铁元素的浸出率；抑制Fe3+水解；

（3）①C仪器的名称是球形干燥管，装置C的作用是防止空气中的水蒸气、CO2进入B装置，影响SO2含量的测定。答案为：球形干燥管；防止空气中的水蒸气、CO2进入B装置；

②实验时先通入尾气，再通入一定量氮气，通过B装置的增重来测量SO2的体积分数，该方案不合理，因为尾气中的CO2也能被碱石灰吸收，导致所测SO2气体的体积分数偏大。答案为：该方案不合理，因为尾气中的CO2也能被B装置中的碱石灰吸收，导致所测SO2气体的体积分数偏大；

③若试剂M、N分别是碘水、BaCl2溶液，D中发生的反应为SO2+I2+2H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HI+2HCl，反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O+ Ba2+=BaSO4↓+2I－+4H+；尾气中SO2的体积分数为。答案为：SO2+I2+2H2O+ Ba2+=BaSO4↓+2I－+4H+；1.00%；

④若试剂M是Ba(NO3)2溶液，不再滴加试剂N，观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色，则瓶内生成的气体为NO，SO2和Ba(NO3)2溶液反应的化学方程式为3SO2+3Ba(NO3)2+2H2O = 3BaSO4↓+2NO+4HNO3。答案为：3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O = 3BaSO4↓+2NO+4H+。