Question

以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵[（NH₄）₂S₂O₈]和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高．其主要流程如下：

（1）①反应I前需在FeSO₄ 溶液中加入

 

，以除去溶液中的Fe³⁺；
②反应I需控制反应温度低于35℃，其目的是

 

．
（2）①反应II所得的副产品是

 

；试写出该副产品的一种用途为

 

．
②检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是：取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液，

 

．
（3）煅烧FeCO₃生成产品I的化学反应方程式为

 

．实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外，还有

 

．
（4）反应III常被用于电解生产（NH₄）₂S₂O₈ （过二硫酸铵）．电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为：

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：FeSO₄溶液中加入铁屑以除去溶液中的Fe³⁺，再加入碳酸氢铵经反应Ⅰ可生成碳酸亚铁固体和硫酸铵溶液，碳酸亚铁固体经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成铁红，硫酸铵经过电解生成过二硫酸铵[（NH₄）₂S₂O₈]溶液，加入氯化钾经反应Ⅱ生成产品硫酸钾和副产品氯化铵，（1）①FeSO₄易被氧化，加入铁屑发生反应2Fe²⁺+Fe=2Fe³⁺，以达到除去Fe³⁺的目的，除杂时还要考虑不能引入新杂质；
②NH₄HCO₃易分解，反应时必须降低温度，同样也会加快Fe²⁺的水解；
（2）①铵盐含有N元素，可以制作化肥；
②检验产品II中是否含有氯化物杂质需先除去SO₄，再检验Cl^-；
（3）因碳酸亚铁与氧气反应，所以煅烧FeCO₃生成Fe₂O₃和CO₂，煅烧操作所需仪器为酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒、坩埚和坩埚钳；
（4）反应Ⅲ中为硫酸铵溶液，通过电解后生成（NH₄）₂S₂O₈和氢气，根据化合价变化可知阳极反应为：2SO₄^2--2e^-═2S₂O₈^2-．

解答： 解：（1）①在FeSO₄溶液中除去溶液中的Fe³⁺，最好选用铁屑，故答案为：铁屑；
②如果温度过高会导致NH₄HCO₃分解同样也会加快Fe²⁺的水解（温度越高水解速率越快）这样会使原料利用率降低；
故答案为：防止NH₄HCO₃分解（或减少Fe²⁺的水解）；
（2）①反应II所得的副产品是氯化铵；铵盐含有N元素，可以制作化肥；故答案为：氯化铵；
②因检验产品II中是否含有氯化物杂质需先除去SO₄，再检验Cl^-，所以滴加过量Ba（NO₃）₂溶液，过滤后向滤液滴加AgNO₃溶液，
故答案为：滴加过量Ba（NO₃）₂溶液，过滤后向滤液滴加AgNO₃溶液；
（3）因碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁和二氧化碳，煅烧FeCO₃生成产品I的化学反应方程式为4FeCO₃+O₂

高温  .

2Fe₂O₃+4CO₂；因实验室进行煅烧操作所需仪器有酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒、坩埚、坩埚钳；
故答案为：4FeCO₃+O₂

高温  .

2Fe₂O₃+4CO₂；坩埚、坩埚钳；
（4）根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应，此题实质是电解硫酸铵溶液，在根据反应后的产物得出正确的答案，故答案为：2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-．

点评：此题为化工生产题型，主要考查化合物性质，做此类题要分析清楚每一个环节目的和结果是什么．这样才能判断各反应后的产物分别是什么．