Question

（13分）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：

回答下列问题：

Ⅰ、（1）在一定条件下，SO₂转化为SO₃的化学反应为2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝                        ；过量的SO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为                                    。

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

（3）通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为                           ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为                 （写化学式）。

Ⅱ、 已知： CuCl₂溶液中含有少量杂质FeCl₂，为制备纯净的CuCl₂·2H₂O晶体，拟定实验步骤如图所示：

请回答下列问题：

（4）步骤Ⅰ中，将Fe^2＋转化为Fe^3＋最好选用下列氧化剂中的         （填字母）。

A．K₂Cr₂O₇　             B．NaClO　               C．H₂O₂

该反应的离子方程式为                                               。

（5）在步骤Ⅱ中，加入Y的目的是为了调节溶液的酸度以促使Fe^3＋沉淀完全，Y可以是下列物质中的       （填字母）。

A．NaOH                 B．Cu                    C．Cu₂(OH)₂CO₃

（6）步骤Ⅲ应控制的实验条件是                              。

Answer

（13分）

（1）c(SO3)2/c(O2)·c(SO2)2 （1分） SO2+NaOH＝NaHSO3（1分）

（2）提高铁元素的浸出率（1分） 抑制Fe3+水解（1分）

（3）Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋（1分） Cl2、HCl（2分）

（4）C（1分） 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O （2分）

（5）C（1分）

（6）将溶液在较低温度下加热蒸发析出晶体，同时通入氯化氢气体防止水解（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据平衡常数额表达式得该反应的平衡常数K= c(SO3)2/c(O2)·c(SO2) 2；过量的SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸氢钠，化学方程式为SO2+NaOH＝NaHSO3；

（2）保持盐酸过量的目的是提高铁元素的浸出率，同时由于铁离子水解生成氢氧化铁和氯化氢，所以加入过量的盐酸还可以防止铁离子的水解；

（3）氯气与亚铁离子反应生成铁离子，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋；该过程产生的尾气主要是Cl2、HCl，可用氢氧化钠溶液吸收;

（4）步骤Ⅰ中，将Fe2＋转化为Fe3＋最好选用下列氧化剂中过氧化氢，因为A、B氧化剂虽然可以氧化亚铁离子，但同时会引入其他杂质，而过氧化氢做氧化剂，还原产物是水，所以答案选C；过氧化氢与亚铁离子反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ；

（5）A、氢氧化钠和铁离子生成氢氧化铁沉淀，同时铜离子也会沉淀，溶液中引入钠离子杂质，错误；B、Cu与铁离子反应不会生成沉淀，错误；C、Cu2(OH)2CO3与盐酸反应生成氯化铜、水、二氧化碳，调节了溶液的pH，同时未引入新的杂质，正确，答案选C；

（6）步骤Ⅲ是把氯化铜溶液转化为氯化铜晶体，而铜离子易水解，加热会促进水解的进行，所以实验条件是将溶液在较低温度下加热蒸发析出晶体，同时通入氯化氢气体防止水解。

考点：考查对工业流程的分析，实验条件的判断，离子方程式的书写