Question

3．以硫鐵礦（主要成分為FeS₂）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl₃•6H₂O）的工藝流程如下：

回答下列問(wèn)題：
（1）硫鐵礦高溫焙燒的化學(xué)方程式為4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；少量的SO₂與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+2 H₂O．
（2）酸溶及后續(xù)過(guò)程中均需保持鹽酸過(guò)量，其目的是提高鐵元素的浸出率和抑制Fe³⁺水解，題問(wèn)所涉及反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
（3）通氯氣氧化時(shí)，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；該過(guò)程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為Cl₂ HCl（寫化學(xué)式）．

Answer 1

分析 硫鐵礦（主要成分為FeS₂）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl₃•6H₂O），鐵礦石通入空氣焙燒得到氧化鐵和二氧化硫，固體加入稀鹽酸酸溶后過(guò)濾后得到溶液加入氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥得到晶體氯化鐵晶體，
（1）硫鐵礦高溫焙燒反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫，原子守恒配平書(shū)寫化學(xué)方程式，少量二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水；
（2）原料中的硫化亞鐵酸浸后生成的氯化鐵是目標(biāo)物質(zhì)，加入過(guò)量鹽酸是抑制鐵離子的水解，鐵離子水解生成氫氧化鐵和酸；
（3）氯氣是強(qiáng)氧化劑，可以氧化亞鐵離子；尾氣依據(jù)流程圖分析判斷，有氯氣和鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體．

解答 解：（1）硫鐵礦高溫焙燒反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫，原子守恒配平書(shū)寫化學(xué)方程式為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，少量二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+2 H₂O，
故答案為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+2H₂O；
（2）酸溶及后續(xù)過(guò)程中均需保持鹽酸過(guò)量，其目的是使氧化鐵溶解為氯化鐵，抑制鐵離子的水解，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案為：抑制Fe³⁺水解；Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（3）通氯氣氧化后時(shí)，氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；該過(guò)程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為過(guò)量的氯氣和鹽酸溶液中揮發(fā)出的氯化氫氣體；
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，Cl₂，HCl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的平衡常數(shù)計(jì)算式書(shū)寫，流程步驟中的操作目的和反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)產(chǎn)物的分析判斷，尾氣的成分判斷和處理方法，題目難度中等．