Question

绿矾（FeSO₄·7H₂O）是一种重要的食品添加剂。某工厂产生的炉渣主要含有FeO和Fe₂O₃，还有一定量的SiO₂（SiO₂不溶于水、不与稀硫酸反应）。实验室以此炉渣制备绿矾的流程如下：

（1）步骤①实验时需用到的玻璃仪器是___________、玻璃棒和烧杯。该过程发生反应的化学方程式为：①FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O，②__________________。

（2）滤液A中含有的溶质有FeSO₄、_______________。

（3）加入试剂X的目的是将Fe³⁺转化为Fe²⁺，试剂X可用SO₂或Fe。

①若试剂X是SO₂，转化原理为SO₂+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O=2FeSO₄+2Y，则Y的化学式是__________。

②若试剂X是Fe，转化原理为Fe+ Fe₂(SO₄)₃=3FeSO₄。测得反应后溶液的pH明显增大，其原因是__________________。

（4）步骤③的操作是蒸发浓缩、___________、过滤，即得到绿矾晶体。

Answer

漏斗 Fe2(SO4)3、H2SO4 H2SO4 铁消耗过量硫酸，溶液酸性减弱，所以pH增大 冷却结晶（或结晶）

【解析】

（1）步骤①实现了固液分离，故步骤①是过滤，过滤需用到的玻璃仪器是：烧杯、漏斗、玻璃棒；

向炉渣中加入过量稀硫酸，FeO与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，该反应的化学方程式为：，三氧化二铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，该反应的化学方程式为：；

（2）FeO与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，三氧化二铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，且稀硫酸过量，故滤液A中含有的溶质有FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4；

（3）①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，结合化学方程式： ，反应前硫原子是4个，反应后应该是4个，其中2个包含在2Y中，反应前氧原子是16个，反应后应该是16个，其中8个包含在2Y中，反应前后铁原子都是2个，反应前氢原子是4个，反应后应该是4个，包含在2Y中，则Y的化学式是：H2SO4；

② 若试剂X是铁，铁能与过量的稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液酸性减弱，所以pH增大，故填：铁消耗过量硫酸，溶液酸性减弱，所以pH增大；

（4）硫酸亚铁溶液通过步骤③变成FeSO4·7H2O晶体，故步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。