综合题18.0分
化学

以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:

请按要求回答下列问题:

19.需将硫铁矿粉碎再焙烧的目的是______________________________________。

20.酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是_____________、__________。

21.氧化剂Y可以是Cl2或________,其各自的优点是_______________________、_______________________。

22.尾气主要含N2、O2、气体Z和少量的CO2、H2O。取标准状况下的V L尾气测定其中气体Z含量的方案如下:

【方案一】:将尾气缓慢通过如下装置A中:

①C仪器的名称是_______________,该装置的作用是_________________________。

②实验时先通入尾气,再通入一定量氮气,通过B装置的增重来测量气体Z的体积分数,请写出该方案合理与否的理由__________________________________________。

【方案二】:将尾气缓慢通过如上装置D中,充分与足量试剂M反应后,再滴入过量试剂N,经过滤、洗涤、干燥、称量,得沉淀质量为m g。

③若试剂M、N分别是溴水、BaCl2溶液,写出方案二涉及反应的离子方程式:

_____________________________________、____________________________________。

写出气体Z的体积百分含量的表达式是(用含mV的代数式表示)__________________。

④若试剂M、N分别是NaHCO3溶液、BaCl2溶液,所得沉淀的化学式为________。

⑤若试剂M是Ba(NO3)2溶液,不再滴加试剂N,观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色。写出溶液中反应的离子方程式:___________________________。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

增大反应物的接触面积,加快反应速率

解析

煅烧黄铁矿将固体物质粉碎,可增大接触面积,加快反应速率,使黄铁矿反应更充分.

考查方向

本题主要考查了考查物质制备工艺流程的知识。

解题思路

粉碎黄铁矿可增大接触面积

易错点

物质制备工艺流程、化学方程式的书写。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

提高铁元素的浸出率     抑制Fe3+水解

解析

酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是抑制铁离子的水解,使更多的铁元素转化为氯化亚铁;抑制Fe水解。

考查方向

本题主要考查了考查物质制备工艺流程的知识。

解题思路

盐酸过量抑制铁离子的水解。

易错点

物质制备工艺流程、化学方程式的书写。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

H2O2      用氯气氧化原子利用率高    用H2O2氧化无污染且不引入新杂质

解析

氧化剂Y可以是氯气和过氧化氢,其优点是调高原子的利用率,用过氧化氢不会引入新的杂质。

考查方向

本题主要考查了考查物质制备工艺流程的知识。

解题思路

氧化剂Y可以是氯气和过氧化氢。

易错点

物质制备工艺流程、化学方程式的书写。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

①干燥管    防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收

解析

①C仪器的名称是干燥管,该装置的作用是吸收空气中的二氧化碳和和水蒸气;防止空气中的水蒸气、二氧化碳被B装置吸收造成实验误差,

②实验时先通入尾气,再通入一定量氮气,通过B装置的增重来测量气体Z的体积分数,该方案不合理,这是因为硫铁矿煅烧时其中包含有S元素被氧化产生SO2.,尾气总的CO2和SO2都能被B装置中的碱石灰碱吸收,导致测量出的气体Z即二氧化硫的体积分数偏大;

③若试剂M、X分别是溴水、BaCl2溶液,溴水的具有强的氧化性,可以将其中的SO2氧化产生硫酸,反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O = SO42-+2Br+4H+:,硫酸与BaCl2溶液发生复分解反应产生白色沉淀,反应的离子方程式是Ba2++SO42-=BaSO4↓.沉淀的质量是mg,则n(SO2)=n(BaSO4)=m/233mol,则在标准状况下的体积是22.4m/22.4L;由于混合气体的体积是,所以气体SO2的体积百分含量的表达式是(用含mV的代数式表示) [2240m/(233V)]%。

④若试剂M、N分别是NaHCO3溶液、BaCl2溶液,由于NaHCO3属于强碱弱碱盐,水溶液显碱性,与亚硫酸反应会产生BaSO3沉淀,所得沉淀的化学式为BaSO3

⑤若试剂M是Ba(NO3)2溶液,不再滴加试剂N,由于在酸性环境中硝酸根离子体现出强氧化性,会把SO

考查方向

本题主要考查了考查物质制备工艺流程的知识。

解题思路

①C仪器的名称是干燥管;

②硫铁矿煅烧时其中包含有S元素被氧化产生SO2;

③若试剂M、X分别是溴水、BaCl2溶液,溴水的具有强的氧化性,可以将其中的SO2氧化产生硫酸。

④ NaHCO3属于强碱弱碱盐,水溶液显碱性;

⑤在酸性环境中硝酸根离子体现出强氧化性,会把SO2氧化成硫酸,自身还原成NO。

易错点

物质制备工艺流程、化学方程式的书写。