Question

18．某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO₄•7H₂O），设计了如下流程：

（1）固体1中一定含有的物质是SiO₂（填化学式）．
（2）试剂X选用Fe，写出试剂X与溶液1反应的离子方程式2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（3）从溶液2中获得FeSO₄•7H₂O晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

分析 硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃，不考虑其他杂质）中加入足量稀硫酸，发生的反应有Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后过滤，得到的固体1成分为SiO₂，滤液1中含有Fe₂（SO₄）₃、H₂O、Al₂（SO₄）₃；在滤液1中加入X，然后加入NaOH溶液并调节溶液的pH，得到沉淀Al（OH）₃ 和溶液2，从溶液2中能得到FeSO₄•7H₂O晶体，说明溶液2中溶质为FeSO₄，则X具有还原性，能将Fe³⁺氧化为Fe²⁺，且不能引进新的杂质，则X为Fe，加入试剂X发生的离子反应有2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到FeSO₄•7H₂O晶体，据此分析解答．

解答 解：硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃，不考虑其他杂质）中加入足量稀硫酸，发生的反应有Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后过滤，得到的固体1成分为SiO₂，滤液1中含有Fe₂（SO₄）₃、H₂O、Al₂（SO₄）₃；在滤液1中加入X，然后加入NaOH溶液并调节溶液的pH，得到沉淀Al（OH）₃ 和溶液2，从溶液2中能得到FeSO₄•7H₂O晶体，说明溶液2中溶质为FeSO₄，则X具有还原性，能将Fe³⁺氧化为Fe²⁺，且不能引进新的杂质，则X为Fe，加入试剂X发生的离子反应有2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到FeSO₄•7H₂O晶体，
（1）通过以上分析知，固体1为难溶于稀硫酸的SiO₂，故答案为：SiO₂；
（2）通过以上分析知，X为Fe，试剂X与溶液1发生的离子反应为2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案为：Fe；2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（3）从溶液中获取晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：冷却结晶；过滤．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析推断及基本操作能力，明确物质性质及流程图中可能发生的反应、基本操作方法是解本题关键，注意X与溶液1的反应中还有稀硫酸与Fe的反应，为易错点．