Question

18．绿矾（FeSO₄•7H₂O）可以用作媒染剂和医疗上的补血剂，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）反应Ⅰ前需在绿矾溶液中加入B（填字母），以除去溶液中的Fe³⁺
A 锌粉  B铁屑  C KI溶液  D H₂
（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是防止NH₄HCO₃分解（或减少Fe²⁺的水解）
（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是降低K₂SO₄的溶解度，有利于K₂SO₄析出
（4）反应Ⅳ常被用于电解生产（NH₄）₂ S₂O₈（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2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-．

Answer 1

分析 FeSO₄溶液中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．反应Ⅰ过滤后的溶液中含有硫酸铵、未反应的碳酸氢铵，加入硫酸反应后溶液中含有硫酸铵，反应Ⅲ加入KCl利用溶解度不同，得到硫酸钾与氯化铵，再进行过滤分离；由（4）可知反应Ⅳ在电解条件得到（NH₄）₂S₂O₈与氢气．
（1）Fe²⁺离子易被氧化为Fe³⁺，FeSO₄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；
（2）NH₄HCO₃易分解，反应时必须降低温度，温度高同样也会加快Fe²⁺的水解；
（3）K₂SO₄易溶于水，但难溶于有机溶剂，加入醇类溶剂可以降低其溶解度；
（4）反应Ⅳ中为硫酸铵溶液，通过电解后生成（NH₄）₂S₂O₈和氢气，阳极发生氧化反应，SO₄^2-在阳极失去电子生成S₂O₈^2-．

解答 解：（1）在FeSO₄溶液中除去溶液中的Fe³⁺，除杂时还要考虑不能引入新杂质，最好选用铁屑或铁粉，故答案为：B；
（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）；
（3）由题目看出在Ⅲ反应中生成的K₂SO₄为固体，而K₂SO₄在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使K₂SO₄析出，需要降低其溶解度，所以加入醇类溶剂目的降低K₂SO₄的溶解度，有利于K₂SO₄析出，
故答案为：降低K₂SO₄的溶解度，有利于K₂SO₄析出；
（4）反应Ⅳ中为硫酸铵溶液，通过电解后生成（NH₄）₂S₂O₈和氢气，阳极发生氧化反应，SO₄^2-在阳极失去电子生成S₂O₈^2-，阳极电极反应式为：2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-，
故答案为：2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-．

点评 本题考查化学工业流程、物质分离提纯、对实验条件分析评价、电解池等，对化学工业流程清楚每一步骤的目的原理最好，但很多情况我们是难易做到，不要过于纠结，结合题目问题解答．