Question

18．某工厂产生的烧渣（主要含FeO、Fe₂O₃，还有一定量的SiO₂）可用于制备七水合硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O），其工艺流程如下：

查阅资料：SiO₂不溶于水，也不与稀硫酸反应．
（1）“浸取”步骤中，FeO、Fe₂O₃和稀硫酸发生反应的化学方程式分别为
FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）为提高“浸取”步骤的反应速率，可采取的具体措施有增大硫酸的浓度升高温度（写2条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”）．
（3）“还原”步骤的目的是将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+2Y═2FeSO₄+2H₂SO₄，则Y的化学式是H₂O．
②若试剂X是Fe，转化原理为Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄．测得“还原”后溶液的pH明显增大，其原因是铁消耗过量的硫酸，溶液酸性减弱．

Answer 1

分析 （1）氧化亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水；
（2）增大反应物浓度，升高温度，增大反应物接触面积，都能够加快反应速率；
（3）化学反应遵循质量守恒定律，即反应前后元素种类不变，原子种类、总个数都不变；
铁能和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气．

解答 解：（1）“浸取”步骤中，FeO、Fe₂O₃和稀硫酸发生反应的化学方程式分别为：FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）为提高“浸取”步骤的反应速率，可采取的具体措施有：增大硫酸的浓度，升高温度，将烧渣粉碎等．
故填：增大硫酸的浓度  升高温度．
（3）①由反应的化学方程式可知，反应前后硫原子都是4个，铁元素都是2个，反应后氧原子是16个，反应前应该是16个，其中2个包含在2Y中，反应后氢原子是4个，反应前应该是4个，都包含在2Y中，因此Y是H₂O．
故填：H₂O．
②若试剂X是Fe，转化原理为Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄．测得“还原”后溶液的pH明显增大，其原因是铁消耗过量的硫酸，溶液酸性减弱．
故填：铁消耗过量的硫酸，溶液酸性减弱．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．