Question

【題目】化學(xué)來(lái)源于生活又服務(wù)于生活，化工生產(chǎn)是指對(duì)原料進(jìn)行化學(xué)加工，最終獲得有價(jià)值的產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。某研究小組利用含硫酸亞鐵和硫酸銅的工業(yè)廢料制備鐵紅(氧化鐵)和硫酸銨晶體。流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)操作I的名稱(chēng)________________，濾渣的成分為__________________。

(2)簡(jiǎn)述下列實(shí)驗(yàn)操作：

①檢驗(yàn)溶液A中金屬陽(yáng)離子的方法為____________________________________________________；

②檢驗(yàn)固體B是否洗滌干凈的方法是____________________________________________________。

(3)請(qǐng)寫(xiě)出溶液A中反應(yīng)的離子方程式_______________________________________________________

(4) 測(cè)定廢料中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱(chēng)取a g廢料樣品，將操作I得到的濾渣用足量的稀硫酸溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥，稱(chēng)得固體的質(zhì)量為b g，則廢料中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________(寫(xiě)出表達(dá)式。)

(5) 某同學(xué)提出另一種制備鐵紅的方法：往工業(yè)廢水中加入足量的硫酸和雙氧水，通過(guò)下列操作也可以得到鐵紅，請(qǐng)配平下列離子方程式_____ Fe2++ _____ H2O2 + _____ H+= _____ Fe3+ + ____ H2O

Answer 1

【答案】過(guò)濾 Fe Cu 取少量液體于試管中，滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀的紫紅色褪去，證明含有Fe2+ ；取最后一次洗滌液少許于試管中，加入氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則已洗滌干凈 10H2O+ 8NH3 +O2 + 4Fe2+ = 4 Fe(OH)3 + 8NH4+ (5b/2a)×100% 2 1 2 2 2

【解析】

硫酸亞鐵和硫酸銅中加入硫酸和過(guò)量的鐵粉，鐵和硫酸銅反應(yīng)置換出銅，所以溶液A為硫酸亞鐵，濾渣為鐵和銅。溶液A中通入氨氣和氧氣，硫酸亞鐵和氨氣和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵和硫酸銨，固體B為氫氧化鐵，氫氧化鐵固體加熱得到氧化鐵。

硫酸亞鐵和硫酸銅中加入硫酸和過(guò)量的鐵粉，鐵和硫酸銅反應(yīng)置換出銅，所以溶液A為硫酸亞鐵，濾渣為鐵和銅。溶液A中通入氨氣和氧氣，硫酸亞鐵和氨氣和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵和硫酸銨，固體B為氫氧化鐵，氫氧化鐵固體加熱得到氧化鐵。

(1)操作I是分離固體和液體，所以為過(guò)濾； 濾渣為Fe和Cu；

(2) ①溶液A中的陽(yáng)離子為亞鐵離子，可以利用其還原性，使用酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行檢驗(yàn)，操作為：取少量液體于試管中，滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀的紫紅色褪去，證明含有Fe2+ ；

②固體B為氫氧化鐵，可能吸附有硫酸根離子，所以檢驗(yàn)固體是否洗凈，就是檢驗(yàn)最后一次的洗滌液是否含有硫酸根離子，操作方法為：取最后一次洗滌液少許于試管中，加入氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則已洗滌干凈 ；

(3)硫酸亞鐵和氨氣和氧氣反應(yīng)生成硫酸銨和氫氧化鐵沉淀，離子方程式為：10H2O+ 8NH3 +O2 + 4Fe2+ = 4 Fe(OH)3 + 8NH4+ ；

(4)操作I得到的濾渣為鐵和銅，用足量的硫酸溶解后，得到的固體為銅，則根據(jù)硫酸銅和銅的關(guān)系分析，銅的質(zhì)量為bg，則硫酸銅的質(zhì)量為g=5b/2g，硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(5b/2a)×100% ；

(5) 反應(yīng)中亞鐵離子的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，改變1價(jià)，過(guò)氧化氫中的氧元素的化合價(jià)從-1降低到-2價(jià)，所以二者的比例為2:1，再根據(jù)原子守恒和電荷守恒配平，該離子方程式為：2Fe2++ H2O2 + 2H+= 2Fe3++2H2O。