四川省平昌中学高2016届高考化学二轮专题真题强化训练之（十四）化工流程大题教师版（含解析）

四川高考化学二轮专题真题强化训练之（十四）化工流程大题教师版 1．（2015•四川）为了保护坏境，充分利用资源．某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（Fe主要以Fe2 O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）． 活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2（S04）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考虑其它反应，请回答下列问题： （1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是　Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O　． （2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择　C　（填字母编号）． A．KMnO4溶液 B．K3[Fe（CN）6]溶液 C．KSCN 溶液 （3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液PH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽，通入空气引起溶液pH降低的原因是　氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子，Fe3+离子水解生成H+　． （4）FeSO4可转化FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料．[来源:学科网] 已知25℃，101kPa时： 4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=﹣1648kJ/mol C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393kJ/mol 2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=﹣1480kJ/mol FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是　4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=﹣260kJ/mol　． （5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料．该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极反应式是　FeS2+4e﹣=Fe+2S2﹣　． （6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%．将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性，所残留的硫酸忽略不计，按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3　（0.118ab﹣0.646c）　kg． 考点： 专题： 实验设计题． 分析： 硫铁矿烧渣用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、未反应的硫酸，用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤，向滤液中加入FeCO3调节溶液pH，过滤后在通入空气、调节溶液pH，除去溶液中杂质离子，过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体． （1）H2SO4与Fe2O3反应生成硫酸铁与水； （2）用KSCN 溶液检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原；[来源:Z#xx#k.Com] （3）氧气可以讲亚铁离子氧化为铁离子，铁离子水解使溶液pH降低； （4）发生反应：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，构造目标热化学方程式； （5）电池放电时的总反应为：4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极发生还原反应，FeS2获得电子生成Fe、S2﹣； （6）第Ⅲ步应加入FeCO3后，浸取时加入的硫酸、活化硫铁矿还原Fe3+时生成的硫酸完全转化为FeSO4，根据FeS2～7Fe2（S04）3～7Fe2O3计算参加反应的FeS2的物质的量，根据硫元素守恒计算n总（FeSO4），由Fe元素守恒计算n（FeCO3），再根据m=nM计算其质量． 解答： 解：硫铁矿烧渣用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、未反应的硫酸，用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤，向滤液中加入FeCO3调节溶液pH，过滤后在通入空气、调节溶液pH，除去溶液中杂质离子，过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体． （1）H2SO4与Fe2O3反应生成硫酸铁与水，反应离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； （2）KMnO4溶液、K3[Fe（CN）6]溶液可以检验有Fe2+生成，取第Ⅱ步反应中溶液少许与试管中，滴加KSCN 溶液，若溶液不变红色，说明Fe3+完全被还原， 故答案为：C； （3）氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子，Fe3+离子水解生成H+，使溶液pH降低， 故答案为：氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子，Fe3+离子水解生成H+； （4）发生反应：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2， 已知：①4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=﹣1648kJ/mol ②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393kJ/mol ③2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=﹣1480kJ/mol 根据盖斯定律，①﹣③×2+②×④可得4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+