Question

以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸銨[（NH₄）₂S₂O₈]和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高．其主要流程如下：

（1）①反應(yīng)I前需在FeSO₄ 溶液中加入

 

，以除去溶液中的Fe³⁺；
②反應(yīng)I需控制反應(yīng)溫度低于35℃，其目的是

 

．
（2）①反應(yīng)II所得的副產(chǎn)品是

 

；試寫出該副產(chǎn)品的一種用途為

 

．
②檢驗(yàn)產(chǎn)品II中是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是：取少量產(chǎn)品Ⅱ于試管中配成溶液，

 

．
（3）煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品I的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煅燒操作所需儀器除了酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒外，還有

 

．
（4）反應(yīng)III常被用于電解生產(chǎn)（NH₄）₂S₂O₈ （過二硫酸銨）．電解時(shí)均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：FeSO₄溶液中加入鐵屑以除去溶液中的Fe³⁺，再加入碳酸氫銨經(jīng)反應(yīng)Ⅰ可生成碳酸亞鐵固體和硫酸銨溶液，碳酸亞鐵固體經(jīng)洗滌、干燥，在空氣中灼燒時(shí)發(fā)生分解，且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可生成鐵紅，硫酸銨經(jīng)過電解生成過二硫酸銨[（NH₄）₂S₂O₈]溶液，加入氯化鉀經(jīng)反應(yīng)Ⅱ生成產(chǎn)品硫酸鉀和副產(chǎn)品氯化銨，（1）①FeSO₄易被氧化，加入鐵屑發(fā)生反應(yīng)2Fe²⁺+Fe=2Fe³⁺，以達(dá)到除去Fe³⁺的目的，除雜時(shí)還要考慮不能引入新雜質(zhì)；
②NH₄HCO₃易分解，反應(yīng)時(shí)必須降低溫度，同樣也會(huì)加快Fe²⁺的水解；
（2）①銨鹽含有N元素，可以制作化肥；
②檢驗(yàn)產(chǎn)品II中是否含有氯化物雜質(zhì)需先除去SO₄，再檢驗(yàn)Cl^-；
（3）因碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)，所以煅燒FeCO₃生成Fe₂O₃和CO₂，煅燒操作所需儀器為酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒、坩堝和坩堝鉗；
（4）反應(yīng)Ⅲ中為硫酸銨溶液，通過電解后生成（NH₄）₂S₂O₈和氫氣，根據(jù)化合價(jià)變化可知陽極反應(yīng)為：2SO₄^2--2e^-═2S₂O₈^2-．

解答： 解：（1）①在FeSO₄溶液中除去溶液中的Fe³⁺，最好選用鐵屑，故答案為：鐵屑；
②如果溫度過高會(huì)導(dǎo)致NH₄HCO₃分解同樣也會(huì)加快Fe²⁺的水解（溫度越高水解速率越快）這樣會(huì)使原料利用率降低；
故答案為：防止NH₄HCO₃分解（或減少Fe²⁺的水解）；
（2）①反應(yīng)II所得的副產(chǎn)品是氯化銨；銨鹽含有N元素，可以制作化肥；故答案為：氯化銨；
②因檢驗(yàn)產(chǎn)品II中是否含有氯化物雜質(zhì)需先除去SO₄，再檢驗(yàn)Cl^-，所以滴加過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾后向?yàn)V液滴加AgNO₃溶液，
故答案為：滴加過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾后向?yàn)V液滴加AgNO₃溶液；
（3）因碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)生成了氧化鐵和二氧化碳，煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品I的化學(xué)反應(yīng)方程式為4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂；因?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行煅燒操作所需儀器有酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒、坩堝、坩堝鉗；
故答案為：4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂；坩堝、坩堝鉗；
（4）根據(jù)陰陽極反應(yīng)原理陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，此題實(shí)質(zhì)是電解硫酸銨溶液，在根據(jù)反應(yīng)后的產(chǎn)物得出正確的答案，故答案為：2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-．

點(diǎn)評(píng)：此題為化工生產(chǎn)題型，主要考查化合物性質(zhì)，做此類題要分析清楚每一個(gè)環(huán)節(jié)目的和結(jié)果是什么．這樣才能判斷各反應(yīng)后的產(chǎn)物分別是什么．