Question

18．某工廠產生的燒渣（主要含F(xiàn)eO、Fe₂O₃，還有一定量的SiO₂）可用于制備七水合硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），其工藝流程如下：

查閱資料：SiO₂不溶于水，也不與稀硫酸反應．
（1）“浸取”步驟中，F(xiàn)eO、Fe₂O₃和稀硫酸發(fā)生反應的化學方程式分別為
FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）為提高“浸取”步驟的反應速率，可采取的具體措施有增大硫酸的濃度升高溫度（寫2條，不考慮“攪拌”和“使用催化劑”）．
（3）“還原”步驟的目的是將Fe³⁺轉化為Fe²⁺，試劑X可用SO₂或Fe．
①若試劑X是SO₂，轉化原理為SO₂+Fe₂ （SO₄）₃+2Y═2FeSO₄+2H₂SO₄，則Y的化學式是H₂O．
②若試劑X是Fe，轉化原理為Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄．測得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是鐵消耗過量的硫酸，溶液酸性減弱．

Answer 1

分析 （1）氧化亞鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和水，氧化鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水；
（2）增大反應物濃度，升高溫度，增大反應物接觸面積，都能夠加快反應速率；
（3）化學反應遵循質量守恒定律，即反應前后元素種類不變，原子種類、總個數都不變；
鐵能和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣．

解答 解：（1）“浸取”步驟中，F(xiàn)eO、Fe₂O₃和稀硫酸發(fā)生反應的化學方程式分別為：FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）為提高“浸取”步驟的反應速率，可采取的具體措施有：增大硫酸的濃度，升高溫度，將燒渣粉碎等．
故填：增大硫酸的濃度  升高溫度．
（3）①由反應的化學方程式可知，反應前后硫原子都是4個，鐵元素都是2個，反應后氧原子是16個，反應前應該是16個，其中2個包含在2Y中，反應后氫原子是4個，反應前應該是4個，都包含在2Y中，因此Y是H₂O．
故填：H₂O．
②若試劑X是Fe，轉化原理為Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄．測得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是鐵消耗過量的硫酸，溶液酸性減弱．
故填：鐵消耗過量的硫酸，溶液酸性減弱．

點評 本題主要考查物質的性質，解答時要根據各種物質的性質，結合各方面條件進行分析、判斷，從而得出正確的結論．