Question

17．FeSO₄•7H₂O是一種重要的食品和飼料添加劑．某工業(yè)廢渣主要成分是Fe₂O₃，還含有CaCO₃和SiO₂（SiO₂既不溶于水也不溶于稀硫酸）．實(shí)驗(yàn)室用此廢渣制備FeSO₄•7H₂O的流程如圖1：

請(qǐng)根據(jù)流程圖回答下列問題：
（1）步驟①研磨的目的是增大接觸面積，充分反應(yīng)．
（2）操作②的名稱是過濾，所需要的玻璃儀器是：燒杯、玻璃棒和漏斗．
（3）經(jīng)測(cè)定，固體殘?jiān)�中只含有CaSO₄和SiO₂，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室能（填“能”或者“不能”）用粉末狀的石灰石與稀硫酸反應(yīng)制二氧化碳．
（4）寫出③中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄．
（5）已知硫酸亞鐵的溶解度和析出晶體的組成如下表：

溫度/℃	0	10	30	40[來源：Z+xx+k．Com]	50	60	64	70	80	90
溶解度/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3		50.6	43.7
析出晶體	FeSO4•7H2O							FeSO4•4H2O		FeSO4•H2O

根據(jù)上表，硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）冷卻結(jié)晶溫度最高不超過64℃；待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2-3次．用冰水洗滌的目的是：
Ⅰ除去晶體表面附著的雜質(zhì)；Ⅱ減少晶體損耗．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)增大反應(yīng)物的接觸面積，可以加快反應(yīng)速率進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)過濾可以將不溶性固體和液體分離，過濾時(shí)需用到的儀器有：燒杯、玻璃棒和漏斗進(jìn)行分析；
（3）從經(jīng)測(cè)定，濾渣中只含有CaSO₄和SiO₂；說明廢渣中的碳酸鈣已經(jīng)完全和稀硫酸反應(yīng)，生成了二氧化碳?xì)怏w去分析解答；
（4）根據(jù)鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵和硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，64℃硫酸亞鐵的溶解度最大進(jìn)行分析；
從硫酸亞鐵的溶解度曲線如圖1可以看出：硫酸亞鐵的溶解度隨溫度的升高而增大，冰水的溫度低，硫酸亞鐵在低溫下的溶解度小，可降低洗滌過程中綠礬的溶解而造成的損失去分析解答．

解答 解：（1）增大反應(yīng)物的接觸面積，可以加快反應(yīng)速率，所以步驟①研磨的目的是：增大接觸面積，充分反應(yīng)；
（2）過濾可以將不溶性固體和液體分離，所以操作②的名稱是過濾，過濾時(shí)需用到的儀器有：燒杯、玻璃棒和漏斗；
（3）工業(yè)廢渣主要成分是Fe₂O₃，還含有CaCO₃和SiO₂（既不溶于水也不溶于稀硫酸），加入稀硫酸后，題目中指出：“經(jīng)測(cè)定，濾渣中只含有CaSO₄和SiO₂；”說明廢渣中的碳酸鈣已經(jīng)完全和稀硫酸反應(yīng)，生成了二氧化碳?xì)怏w；
（4）鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵和硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；
（5）由表中的數(shù)據(jù)可知，64℃硫酸亞鐵的溶解度最大；
硫酸亞鐵的溶解度曲線如圖1可以看出：硫酸亞鐵的溶解度隨溫度的升高而增大，用冰水洗滌的目的是一、除去晶體表面附著的溶于水雜質(zhì)，二、冰水的溫度低，硫酸亞鐵在低溫下的溶解度小，可降低洗滌過程中綠礬的溶解而造成的損失．
故答案為：（1）增大接觸面積，充分反應(yīng)；
（2）過濾，漏斗；
（3）能；
（4）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；
（5）64℃；減少晶體損耗．

點(diǎn)評(píng) 塊狀的石灰石和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，由于生成的硫酸鈣微溶于水，附著在碳酸鈣的表面，阻止了碳酸鈣與稀硫酸的進(jìn)一步接觸，使反應(yīng)停止；而用碳酸鈣粉末則增大了與稀硫酸的接觸面積，避免上述現(xiàn)象，反應(yīng)得以進(jìn)行，故可用碳酸鈣粉末和稀硫酸制取二氧化碳?xì)怏w．