Question

實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO₄·7H₂O)，過(guò)程如下：

（1）將過(guò)程②中的產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是__________；
A．品紅溶液        B．紫色石蕊溶液     C．酸性KMnO₄溶液     D．溴水
（2）過(guò)程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___________________________________。
（3）過(guò)程③中，需加入的物質(zhì)是___________________________。
（4）過(guò)程④中，蒸發(fā)結(jié)晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有_______________。
（5）過(guò)程⑤調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的___________ (填選項(xiàng)序號(hào))；
A．稀硫酸        B．CaCO₃       C．NaOH溶液
（6）過(guò)程⑥中，將溶液Z加熱到70一80℃，目的是_____________________。
（7）實(shí)驗(yàn)室為測(cè)量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。①用分析天平稱取2.70g樣品；②將樣品溶于足量的鹽酸后，加入過(guò)量的氯化鋇溶液；③過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量，得固體質(zhì)量為3.495g。若該聚鐵主要成分為[(Fe(OH)(SO₄)]n，則該聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。(假設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素)。

Answer 1

（1）ACD （2）4FeS + 3O₂ + 6H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O+4S （3）Fe(或鐵)
（4）蒸發(fā)皿、玻璃棒 （5）C  （6）促進(jìn)Fe³⁺的水解  （7）31.11%

試題分析：（1）固體W中含有S在灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO₂氣體。A．把SO₂通入品紅溶液 SO₂有漂白性，能使品花溶液褪色。正確。B．SO₂的水溶液顯酸性，紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色。錯(cuò)誤。C．SO₂有還原性，能被酸性KMnO₄溶液氧化為硫酸，KMnO₄則被還原為無(wú)色的MnSO₄ .正確。  D．SO₂有還原性，能被溴水氧化為硫酸，溴水被還原為無(wú)色的HBr。正確。因此選項(xiàng)為ACD。（2）根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒定律可得出過(guò)程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeS+3O₂+ 6H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ +6H₂O + 4S。（3）在溶液X中含有Fe₂(SO₄)₃ 和H₂SO₄，而綠礬是硫酸亞鐵晶體。所以過(guò)程③中，需加入的物質(zhì)是還原劑Fe粉。（4） 經(jīng)過(guò)還原Fe粉還原的Fe₂(SO₄)₃ 和H₂SO₄溶液為FeSO₄.要從該溶液中得到綠礬，因?yàn)榱蛩醽嗚F的溶解度受溫度的影響變化較大，所以采用冷卻熱飽和溶液的方法制取。實(shí)驗(yàn)操作有蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶。在過(guò)程④中，蒸發(fā)結(jié)晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要蒸發(fā)皿、玻璃棒 。（5）過(guò)程⑤調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的應(yīng)該用堿，相比而言NaOH的溶解度大，雜質(zhì)離子Na⁺比Ca²⁺容易除去。選項(xiàng)為C。（6） Fe₂(SO₄)₃是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解產(chǎn)生Fe(OH)₃膠體。鹽的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在過(guò)程⑥中，將溶液Z加熱到70一80℃，目的是為了促進(jìn)Fe³⁺的水解 。（7）該聚鐵在經(jīng)過(guò)酸溶解后，加入過(guò)量的氯化鋇溶液。得到的沉淀為Ba SO₄。n(Ba SO₄)= 3.495g÷233g/mol=0.015mol.所以n(Fe)=0.015mol.m(Fe)=0.015mol×56g/mol=0.84g。因此在在聚鐵中Fe元素的含量為(0.84g÷2.70g) ×100% =33.11%。₂的化學(xué)性質(zhì)、方程式的書寫、鹽的水解、混合物的分離方法、元素的含量的計(jì)算的知識(shí)。