Question

2．工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣（主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃，不考虑其他杂质） 制取七水合硫酸亚铁（FeSO₄•7H₂O），流程如图：

（1）滤渣Ⅰ的主要成分是SiO₂（填化学式）．
（2）还原时，试剂X若选用SO₂，则反应后的阴离子是SO₄^2-（填化学式）．
（3）从分离出滤渣II后的滤液中得到产品，应进行的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）七水合硫酸亚铁（FeSO₄•7H₂O） 在医学上常用作补血剂．某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量．
步骤a：取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250mL溶液；
步骤b：取上述溶液25mL于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.0100mol/L的KMnO₄溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO₄溶液的体积（假定药品中其他成分不与KMnO₄反应），发生的反应为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
步骤c：重复“步骤b”2～3次，平均消耗KMnO₄溶液20.00mL．
①步骤a中配制溶液时需要的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还需要玻璃棒、250mL容量瓶．
②该补血剂中亚铁离子的含量为56mg/片 （请写出计算过程）．

Answer 1

分析 烧渣中加入稀硫酸，得到硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，滤渣Ⅰ为二氧化硅，在滤液中加入试剂X，还原硫酸铁得到硫酸铝和硫酸亚铁溶液，调节溶液pH，生成氢氧化铝沉淀，滤渣Ⅱ为氢氧化铝，溶液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O，以此解答该题．

解答 解：烧渣中加入稀硫酸，得到硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，滤渣Ⅰ为二氧化硅，在滤液中加入试剂X，还原硫酸铁得到硫酸铝和硫酸亚铁溶液，调节溶液pH，生成氢氧化铝沉淀，滤渣Ⅱ为氢氧化铝，溶液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）二氧化硅不与稀硫酸反应，滤渣1为二氧化硅；
故答案为：SiO₂；       
（2）试剂X若选用SO₂，发生反应：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，则阴离子为SO₄^2-；
故答案为：SO₄^2-；
（3）滤渣Ⅱ为氢氧化铝，即Al（OH）₃，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O；
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（4）①配制250mL溶液需要的玻璃仪器除有烧杯、胶头滴管、玻璃棒、250 mL容量瓶；
故答案为：玻璃棒；250 mL容量瓶；
②MnO₄^-～5Fe²⁺
25mL溶液中：n（Fe²⁺）=5 n（MnO₄^-）=5×0.0100mol/L×20.00×10^-3L=10^-3 mol，
250 mL溶液中：n（Fe²⁺）=10^-3 mol×10=10^-2mol，
1片补血剂样品中：n（Fe²⁺）=10^-3mol，
m（Fe²⁺）=10^-3mol×56g/mol=0.056g=56mg；
故答案为：56．

点评 本题考查化学实验制备方案设计，为高频考点，涉及盐类水解、氧化还原反应等知识点，明确反应原理及物质性质是解本题关键，熟悉流程图中发生的反应及基本操作方法，题目难度中等．