Question

12．硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等．
（1）用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：

稀硫酸、铜和氧化铁反应过程中属于氧化还原反应的离子方程式是Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是4Fe²⁺+4H⁺+O₂═4Fe³⁺+2H₂O；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是蒸发结晶、加热脱水．
（2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵．主要的工艺流程如下图所示：

①吸收塔中发生反应的化学方程式是4NH₃•H₂O+2SO₂+O₂=2（NH₄）₂SO₄+2H₂O．
②有数据表明，吸收塔中溶液的pH在5.5-6.0之间，生产效率较高．当控制一定流量的尾气时，调节溶液的pH的方法是调节氨水的流量或用量．

Answer 1

分析 （1）依据流程图分析判断，稀硫酸、铜和氧化铁反应是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；通入热的空气是为了氧化亚铁离子为三价铁离子，调整溶液PH除去铁离子；溶液中得到溶质固体的方法是蒸发水结晶析出；
（2）①吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵，吸收塔中通入空气是利用氧气氧化二氧化硫为硫酸盐；
②吸收塔中溶液的pH在5.5～6.0之间，生产效率较高．当控制一定流量的尾气时，调节溶液的pH的方法是控制氨气的流量．

解答 解：（1）依据流程转化图分析，铜需要硫酸和氧化铁反应生成的铁离子溶解生成铜离子，再通入空气氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子沉淀除去，得到硫酸铜溶液；加热蒸发浓缩结晶得到硫酸铜晶体；反应的离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺（或Fe₂O₃+Cu+6H⁺═3H₂O+2Fe²⁺+Cu²⁺）；通入空气的作用是氧气氧化亚铁离子为铁离子的反应，反应离子方程式为：4Fe²⁺+4H⁺+O₂═4Fe³⁺+2H₂O；得到硫酸铜溶液加热蒸发得到硫酸铜晶体的方法为：蒸发结晶、加热脱水，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；4Fe²⁺+4H⁺+O₂═4Fe³⁺+2H₂O；蒸发结晶、加热脱水；
（2）①依据流程图分析，吸收塔中发生反应是二氧化硫、一水合氧气反应生成硫酸铵和水，反应的化学方程式为：4NH₃•H₂O+2SO₂+O₂=2（NH₄）₂SO₄+2H₂O；
故答案为：4NH₃•H₂O+2SO₂+O₂=2（NH₄）₂SO₄+2H₂O；
②吸收塔中溶液的pH在5.5～6.0之间，生产效率较高，当控制一定流量的尾气时，可通过调节氨水的流量或用量来调节溶液的pH，
故答案为：调节氨水的流量或用量．

点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，根据制备流程明确制备原理为解答关键，注意掌握制备方案设计与评价的原则，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．