氯化铁是一种重要的化学试剂和化工原料,工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料在制备硫酸的同时,利用其煅烧后炉渣的主要成分Fe2O3可制备氯化铁晶体(FeCl3•6H2O),其工艺流程如下(杂质不参与反应):回答下列问题:(1)高温煅烧时,黄铁矿要粉碎成细小的颗粒,其目的是.(2)黄铁矿高温煅烧时发生反应的化学方程式.(3)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是、.(4)系列操作包括:蒸发浓缩、、、洗涤等.蒸发与过滤时玻璃棒的作用分别是:、.(5)取a g黄铁矿,按上述流程制得FeCl3•
2019-04-20
氯化铁是一种重要的化学试剂和化工原料,工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料在制备硫酸的同时,利用其煅烧后炉渣的主要成分Fe2O3可制备氯化铁晶体(FeCl3•6H2O),其工艺流程如下(杂质不参与反应):
回答下列问题:
(1)高温煅烧时,黄铁矿要粉碎成细小的颗粒,其目的是___.
(2)黄铁矿高温煅烧时发生反应的化学方程式___.
(3)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是___、___.
(4)系列操作包括:蒸发浓缩、___、___、洗涤等.蒸发与过滤时玻璃棒的作用分别是:___、___.
(5)取a g黄铁矿,按上述流程制得FeCl3•6H2O晶体,将该晶体溶于水,再将所得溶液蒸干、灼烧,得到b g固体产物(整个过程中的损耗忽略不计),黄铁矿的纯度为___ (用含a、b的表达式表示).
优质解答
由以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体的流程可知,在焙烧时FeS2与氧气反应生成四氧化三铁和二氧化硫,然后四氧化三铁溶于盐酸生成氯化铁,过滤后滤液中加氧化剂氯气(或氯水等),除去混有的亚铁离子,最后结晶制备晶体,
(1)高温煅烧时,黄铁矿要粉碎成细小的颗粒,这样可以增大黄铁矿与空气的接触面积,提高反应速率,故答案为:增大与空气的接触面积,提高反应速率;
(2)根据黄铁矿高温煅烧时的炉渣是氧化铁,推知氧化产物是二氧化硫,发生反应的化学方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故答案为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;
(3)炉渣氧化铁用盐酸溶解后,得到的是氯化铁,其中的铁离子易水解,后续过程中均需保持盐酸过量,这样既可以使Fe2O3完全溶于酸还可以防止FeCl3水解,
故答案为:使Fe2O3完全溶于酸;防止FeCl3水解;
(4)从溶液获得溶质的晶体的方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,在蒸发时玻璃棒的作用是搅拌,过滤时玻璃棒的作用是引流,
故答案为:冷却结晶;过滤;搅拌;引流;
(5)取a g黄铁矿,按上述流程制得FeCl3•6H2O晶体,将该晶体溶于水,再将所得溶液蒸干、灼烧,得到bg固体产物是氧化铁(Fe2O3),其中铁元素的物质的量是mol×2=mol,所以FeS2的物质的量是mol,黄铁矿的纯度为×100%=×100%,故答案为:×100%.
由以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体的流程可知,在焙烧时FeS2与氧气反应生成四氧化三铁和二氧化硫,然后四氧化三铁溶于盐酸生成氯化铁,过滤后滤液中加氧化剂氯气(或氯水等),除去混有的亚铁离子,最后结晶制备晶体,
(1)高温煅烧时,黄铁矿要粉碎成细小的颗粒,这样可以增大黄铁矿与空气的接触面积,提高反应速率,故答案为:增大与空气的接触面积,提高反应速率;
(2)根据黄铁矿高温煅烧时的炉渣是氧化铁,推知氧化产物是二氧化硫,发生反应的化学方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故答案为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;
(3)炉渣氧化铁用盐酸溶解后,得到的是氯化铁,其中的铁离子易水解,后续过程中均需保持盐酸过量,这样既可以使Fe2O3完全溶于酸还可以防止FeCl3水解,
故答案为:使Fe2O3完全溶于酸;防止FeCl3水解;
(4)从溶液获得溶质的晶体的方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,在蒸发时玻璃棒的作用是搅拌,过滤时玻璃棒的作用是引流,
故答案为:冷却结晶;过滤;搅拌;引流;
(5)取a g黄铁矿,按上述流程制得FeCl3•6H2O晶体,将该晶体溶于水,再将所得溶液蒸干、灼烧,得到bg固体产物是氧化铁(Fe2O3),其中铁元素的物质的量是mol×2=mol,所以FeS2的物质的量是mol,黄铁矿的纯度为×100%=×100%,故答案为:×100%.