Question

【题目】利用硫酸厂烧渣(含铁的氧化物和少量FeS及SiO2)制碱式硫酸铁的流程如下:

(1)SO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_____________。

(2)滤渣的主要成分为_________(填化学式)。

(3)反应1中加双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为________。

(4)碱式硫酸铁的化学式为Fex(OH)y(SO4)z·nH2O，为确定其组成进行如下实验：

①称取1.6920g样品溶于足量的稀盐酸中；

②加足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称重，得固体质量为2.3300g；

③向步骤②的滤液中加过量的NaOH溶液，过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体质量为0.6400g。

根据以上实验数据确定该碱式硫酸铁的化学式_________(写出计算过程)。

Answer 1

【答案】 SO2+2OH-=SO32-+H2O SiO2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe(OH)2(SO4)5·6H2O

【解析】（1）当NaOH过量时，与酸性氧化物发生反应产生正盐和水，SO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为SO2+2OH-＝SO32-+H2O；（2）硫酸厂烧渣含铁的氧化物和少量FeS及SiO2，当焙烧时，会发生反应产生Fe2O3、SO2，向其中加入稀硫酸，发生反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，原烧渣中的SiO2不能反应，也不能溶解，过滤除去，因此滤渣的主要成分为SiO2；（3）在烧渣焙烧的过程中可能有部分FeS未完全煅烧，在酸溶时变为Fe2+留在溶液中，加入H2O2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，得到的滤液中只含有阳离子Fe3+，反应的方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；（4）在1.6920g样品中含有的SO42-的物质的量是：n(SO42-)＝2.3300 g÷233g/mol＝0.01mol，向步骤②的滤液中加过量的NaOH溶液，过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体质量为0.6400g。该固体为Fe2O3，n(Fe2O3)＝0.6400g÷160g/mol＝0.004mol，则n(Fe3+)＝2n(Fe2O3)＝0.008mol，由于任何化合物阳离子带的正电荷总数与阴离子带的负电荷总数相等。3n(Fe3+)＝n(OH-)+2n(SO42-)，所以n(OH-)＝3n(Fe3+)-2n(SO42-)＝3×0.008mol-2×0.01mol＝0.004mol，根据质量守恒定律可知含有结晶水的物质的量是，则该碱式硫酸铁样品中的n(Fe3+)：n(OH－)：n(SO42－)：n(H2O)＝0.004mol：0.01mol＝4：2：5：6，因此化学式为Fe(OH)2(SO4)5·6H2O。