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)FeS₂中铁元素的化合价是________。

(2)焙烧前将矿石粉碎的目的是__________，焙烧的产物与温度、空气含量有关，若焙烧得到的固体全是Fe₂O₃，焙烧时发生反应的化学方程式为____________。

(3)经检验，过滤所得滤液中含有Fe²⁺，检验Fe²⁺最好选用的试剂为________。

A．KSCN溶液、氯水B．铁粉、KSCN溶液

C．酸性高锰酸钾溶液D．K₃[Fe(CN)₆]溶液

(4)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为___________。

(5)尾气主要含N₂、O₂、SO₂和少量的CO₂、H₂O，尾气可用碱液吸收，SO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为______。1L0.5mol•L⁻¹的NaOH溶液最多可与____LSO₂

(标准状况)反应。

(6)从FeCl₃溶液中得到FeCl₃•6H₂O晶体的操作包括______、冷却结晶、过滤，该过程需保持盐酸过量，原因是_________。

Answer

+2 增大接触面积，加快化学反应速率 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 D 2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+ SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(或SO2+NaOH=NaHSO3) 11.2 蒸发浓缩 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，过量盐酸能够抑制Fe3+水解

【解析】

硫铁矿高温焙烧后铁转变成氧化物，同时产生尾气含二氧化硫，将氧化物溶于盐酸，转变成相应的盐，不溶酸物质过滤除去；滤液中通入足量的氯气，将铁完全转变成氯化铁，然后将氯化铁在盐酸环境中结晶得到晶体，据此分析解答。

(1)FeS2中S为-1价，根据化合价代数和为0，Fe的价态应为+2，故答案为：+2；

(2) 焙烧前将矿石粉碎可以增大反应物之间的接触面积，从而加快化学反应速率；若焙烧得到的固体全是Fe2O3，则发生反应为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故答案为：增大接触面积，加快化学反应速率；4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；

(3) A．原溶液中可能存在Fe3+，加KSCN溶液后会直接变红，再通氯气也不能检验是否存在亚铁离子，故不选；

B．铁粉能将Fe3+还原成Fe2+，再加KSCN溶液无现象，不能检验是否存在Fe2+，故不选；

C．酸性高锰酸钾溶液能氧化氯离子，从而褪色，不能确定是否是Fe2+使其褪色，故不选；

D．K3[Fe(CN)6]溶液可以与Fe2+结合成蓝色沉淀，可用于检验Fe2+，故D选；

故答案为：D。

(4)通入氯气能将Fe2+氧化Fe3+，反应为：2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+，故答案为：2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+；

(5)SO2与NaOH溶液反应产物可以是亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，有关反应为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(或SO2+NaOH=NaHSO3)，当产物为亚硫酸氢钠时吸收的二氧化硫最多，则n(SO2)=n(NaOH)=，标准状况下体积为11.2L，故答案为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(或SO2+NaOH=NaHSO3)；11.2；

(6)从FeCl3溶液中得到FeCl3•6H2O晶体的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；但因Fe3+会发生水解，Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+，为抑制水解，过程需保持盐酸过量，故答案为：蒸发浓缩；Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+，过量盐酸能够抑制Fe3+水解