Question

实验室里用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，其过程如下：

(1)过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式为                                。

(2)过程②中产生的尾气会对大气造成污染，可选用下列试剂中的         吸收。

a．浓H₂SO₄    b．蒸馏水    c．NaOH溶液    d．浓硝酸

(3)过程③中，需要加入的物质名称是           

(4)过程④的实验操作是                  

(5)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃，目的是                        。

(6)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用分析天平称取样品2.700 g；②将样品溶于足量盐酸后，加人足量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)SO₄]_n，则该聚铁中铁元素的质量分数为                   。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂(SO₄)₃+6H₂O+4S（2分）

（2）c（2分）     （3）铁（2分）

（4）蒸发（浓缩）、（冷却）结晶、过滤、洗涤（4分，浓缩、冷却不写可以不扣分）

（5）促进Fe³⁺的水解（2分）

（6）31.11%（3分）

【解析】

试题分析：

（1）根据固体W的成分中存在S，推出FeS和O₂、H₂SO₄发生氧化还原反应，FeS做还原剂，O₂作氧化剂，产物有Fe₂(SO₄)₃、S、H₂O。

（2）污染物是SO₂，用碱液吸收。

（3）溶液X中的铁是Fe³⁺，绿矾中的铁为Fe²⁺，故应加入Fe粉，将Fe³⁺还原为Fe²⁺。

（4）对能形成结晶水合物的盐溶液不能采取直接蒸干的办法制取晶体。

（5）升高温度，促进Fe³⁺的水解。 （6）③得到的沉淀是BaSO₄，n(BaSO₄) ==0.015mol，根据聚铁主要成分为[Fe(OH)SO₄] _n，推出n(Fe³⁺)=0.015mol，则m(Fe³⁺)=0.84g，铁元素的质量分数:ω(Fe)=(0.84g/2.700g)×100%=31.11%。

考点：以工艺流程为载体，考查了元素及化合物、化学实验、化学计算、氧化还原反应等知识。