Question

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：
回答下列问题：
（1）在一定条件下，SO₂转化为SO₃的反应为2SO₂+O₂ 2SO₃，该反应的平衡常数表达式为K=______；过量的SO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为______．
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是______、______．
（3）通氯气氧化后时，发生的主要反应的离子方程式为______；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为______（写化学式）．

Answer 1

解：（1）在一定条件下，SO₂转化为SO₃的反应为2SO₂+O₂2SO₃，该反应的平衡常数表达式为K=；过量的SO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为：SO₂+NaOH=NaHSO₃；
故答案为：；SO₂+NaOH=NaHSO₃；
（2）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；
故答案为：提高铁元素的浸出率；抑制Fe³⁺水解；
（3）通氯气氧化后时，氯气氧化亚铁离子为铁离子，发生的主要反应的离子方程式为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为过量的氯气和盐酸溶液中挥发出的氯化氢气体；
故答案为：Cl₂ HCl；
分析：（1）依据化学平衡常数概念写出计算式；用平衡状态下生成物浓度的幂次方乘积除以反应物浓度的幂次方乘积；过量二氧化硫和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸氢钠；
（2）原料中的硫化亚铁酸浸后生成的氯化铁是目标物质，加入过量盐酸是抑制铁离子的水解，使更多的铁元素转化为氯化亚铁；
（3）氯气是强氧化剂，可以氧化亚铁离子；尾气依据流程图分析判断，有氯气和盐酸挥发出的氯化氢气体；
点评：本题考查了化学平衡的平衡常数计算式书写，流程步骤中的操作目的和反应现象、反应产物的分析判断，尾气的成分判断和处理方法，题目难度中等．