Question

（16分）I、硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等）是工业生产硫酸产生的废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下：

已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：

（1）酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。

（2）煅烧FeCO₃生成产品I和CO₂的化学反应方程式为                  。实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外，还有________________。

（3）生成产品Ⅱ的化学方程式为                      。为了获得产品Ⅱ，向（NH₄）₂SO₄溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是：           、          、洗涤、干燥。

II、天然气（主要成分甲烷）含有少量含硫化合物[硫化氢、羰基硫（COS）等]，可以用氢氧化钠溶液洗涤除去．羰基硫用氢氧化钠溶液处理的过程如下（部分产物已略去）：COSNa₂S溶液H₂

（4）羰基硫分子的电子式为                   。反应I除生成两种正盐外，还有水生成，其化学方程式为                         。

（5）已知反应II的产物X溶液中硫元素的主要存在形式为S₂O₃^2﹣，则II中主要反应的离子方程式为                  。

（6）下图是反应II在不同反应温度下,反应时间与H₂产量的关系图（Na₂S初始含量为3mmo1）。

a．判断T₁、T₂、T₃的大小：            >            >         ；

b．在T₁温度下，充分反应后，若X溶液中除S₂O₃^2﹣外，还有因发生副反应而同时产生的SO₄^2﹣，则溶液中c（S₂O₃^2﹣）：c（SO₄^2﹣）=                    。

Answer

27、（16分）

Ⅰ、（1）Fe2＋

（2）4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 坩埚

（3）（NH4）2SO4 + KCl =K2SO4↓+2NH4Cl 蒸发结晶、趁热过滤

Ⅱ、（4） COS+4NaOH=Na2S+Na2CO3+2H2O

（5）2S2－+5H2OS2O32-+4H2↑+2OH－

（6）a．T1>T2>T3 b．5：2

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）因Fe2O3、Fe3O4、FeO与还原剂反应生成铁，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以滤液中的主要溶质是硫酸亚铁，答案为Fe2+；

（2）碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；实验室进行煅烧操作所需仪器有酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒、坩埚、坩埚钳。

（3）根据题意，硫酸铵与KCl反应合成无氯钾肥，所以硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵，化学方程式为（NH4）2SO4 + KCl =K2SO4↓+2NH4Cl；因硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾。

Ⅱ、（4）羰基硫（COS）分子中，碳原子最外层有4个单电子，能形成4对共用电子对，而O和S最外层有2个单电子，能形成2对共用电子对，则羰基硫的电子式为；根据题意，反应I羰基硫与NaOH溶液反应，生成硫化钠和碳酸钠两种正盐和水，反应的化学方程式为COS+4NaOH=Na2S+Na2CO3+2H2O。

（5）根据反应II的产物X溶液中硫元素的主要存在形式为S2O32﹣，说明Na2S溶液加热生成了Na2S2O3和氢气，再根据得失电子守恒和电荷守恒配平，则II中主要反应的离子方程式为2S2－+5H2OS2O32-+4H2↑+2OH－。

（6）a．由图可知，温度高的反应速率大，则反应的时间短，所以T1>T2>T3；

b．3mol Na2S若只生成S2O32-转移12mol电子，T1温度下，生成的氢气为7mol，转移电子为14mol，设产生的SO42-为x，由电子守恒可知x×8+（3-x）×4=14，解得x=0．5mol,则n（S2O32-）=（3-0．5）÷2=1．25mol，溶液中c（S2O32-）: c（SO42﹣）=1．25:0．5=5：2。

考点：考查铁及其化合物的性质，由硫铁矿烧渣制备铁红的实验流程分析和化学实验基本操作等知识。