Question

铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用。

（1）用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO₄
①制备原理用离子方程式表示为        。若要提高FeSO₄生成速率，采取下列措施中正确的是        。
A．使用浓硫酸与铁屑反应   
B．使用磨细的铁粉反应
C．控制温度在50～70℃     
D．控制温度在80～100℃
②在上述反应过程中，常会伴随发生反应：4Fe²⁺+O₂+4H⁺ 4Fe³⁺+2H₂O 
若要减少产品FeSO₄中Fe³⁺的含量，采取下列措施中正确的是        。
A．控制稀硫酸的浓度不能太高     
B．用去O₂蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸
C．反应中保持n(Fe)/n(H₂SO₄) >1   
D．反应中应经常添加Fe₂（SO₄）₃搅拌
③反应结束后，将溶液进行          、冷却、过滤、洗涤即得FeSO₄·7H₂O晶体。
（2）工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe₂（SO₄）₃
其反应及操作流程如下：

①加入NaHCO₃并搅拌，将混合液pH调控至       范围内，使杂质沉淀过滤除去。

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Cu(OH)2
开始沉淀	2.3	7.5	3.4	4.7
完全沉淀	3.2	9.7	4.4	6.7

 
②反应Ⅱ中反应的离子方程式是：           。
③生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是       ，气体X与NO配比的比例是       。
（3）用Fe₂（SO₄）₃处理含S^2-污水时，有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生，其反应的离子方程式是         。

Answer 1

（1）①  Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑     B、C ②   A、C ③  过滤 （2）①  6.7～7.5
②  3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺ =3Fe³⁺+NO↑+2H₂O    ③ 节约Fe(NO₃)₃、防止NO污染  3 : 4 
（3）2Fe³⁺+3S^2-  ="2" FeS↓+S 

试题分析：（1）铁和氢离子发生置换反应制备硫酸亚铁，可以使用铁粉增大接触面积，加快速率，B正确；但是不能用浓硫酸，铁在常温条件下遇浓硫酸钝化，A错误；硫酸亚铁在60℃时溶解度高，所以选择温度在50～70℃，C正确，D错误。减少Fe²⁺被氧化，控制硫酸浓度，减少H+浓度，平衡逆向移动，A正确，B、稀释浓硫酸应该把硫酸向水中加，并不断搅拌，错误；C、铁过量可以防止Fe²⁺被氧化，正确；D、加入Fe³⁺将会增加Fe³⁺浓度，错误。反应结束后，过滤除去过量的铁，再降低温度，硫酸亚铁的溶解度减小，析出晶体。(2)废铁屑加入过量的稀硫酸，铁和铝溶解，铜不溶，再加NaHCO3调PH至6.7～7.5之间，Al³⁺、Cu²⁺沉淀，再过滤，加入氧化剂把Fe²⁺氧化，蒸发结晶得产物。为了节约Fe(NO₃)₃、防止NO污染，可以利用氧气和NO按照3:4反应生成硝酸做氧化剂。