Question

20．硫酸厂的烧渣的主要成分为铁的氧化物（含少量FeS及SiO₂），可以利用此烧渣制备碱式硫酸铁[化学式为Fex（OH）y（SO₄）z•nH₂O]，主要流程如下：

（1）焙烧产生的二氧化硫会污染环境形成酸雨，该酸雨为硫酸（填“硫酸”或“硝酸”）型酸雨．
下列措施不能防止或减少酸雨产生的是a（填字母）．
a．在已酸化的土壤中加石灰
b．对含硫化石燃料进行脱硫处理
c．对产生的二氧化硫进行吸收和利用
（2）酸溶时加入的试剂a是硫酸（填化学式）．过滤操作所用的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、漏斗．
（3）反应l中加双氧水的目的是使溶液（或滤液）中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
（4）为确定碱式硫酸铁的化学式，进行了如下实验：
①称取1.692g碱式硫酸铁样品溶于足量的稀盐酸中并充分混合；
②向①所得的混合物中加入足量的BaCl₂溶液，充分反应后，经过滤、洗涤、干燥、
称重，得沉淀2.330g．若取此时的滤液少许，向其中滴加硫氰化钾溶液，可观察到的现象为溶液呈血红色，反应的离子方程式为Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
③若向步骤②的滤液中加入过量的NaOH溶液，充分反应后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体0.640g．则碱式硫酸铁[Fex（OH）y（SO₄）z•nH₂O]样品中的y：z=2：5．

Answer 1

分析 硫酸厂的烧渣的主要成分为铁的氧化物（含少量FeS及SiO₂），在空气中焙烧生成二氧化硫气体和固体为SiO₂及铁的氧化物，将固体用硫酸溶解生成硫酸亚铁溶液，二氧化硅不溶于酸，为滤渣的成份，滤液中加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，再调节溶液的pH值可得碱式硫酸铁，
（1）焙烧产生的二氧化硫会形成硫酸型酸雨，根据减小二氧化硫的排放判断减少酸雨的方法；
（2）根据上面的分析可知，酸溶时用硫酸溶解，过滤操作所用的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、漏斗；
（3）反应l中加双氧水可以将亚铁离子氧化成铁离子；
（4）为确定碱式硫酸铁的化学式，取碱式硫酸铁样品溶于足量的稀盐酸中并充分混合，加入足量的BaCl₂溶液，充分反应后，经过滤、洗涤、干燥、
称重，得硫酸钡沉淀的质量，过滤，在滤液中加入过量的NaOH溶液，充分反应后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重，得氧化铁的质量，根据硫酸钡的质量和氧化铁的质量可计算得硫酸根离子和铁离子的物质的量，根据电荷守恒可计算出氢氧根离子的物质的量，据此确定y：z的值；

解答 解：硫酸厂的烧渣的主要成分为铁的氧化物（含少量FeS及SiO₂），在空气中焙烧生成二氧化硫气体和固体为SiO₂及铁的氧化物，将固体用硫酸溶解生成硫酸亚铁溶液，二氧化硅不溶于酸，为滤渣的成份，滤液中加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，再调节溶液的pH值可得碱式硫酸铁，
（1）焙烧产生的二氧化硫会形成硫酸型酸雨，
a．在已酸化的土壤中加石灰，不能防止或减少酸雨产生；
b．对含硫化石燃料进行脱硫处理，可以防止或减少酸雨产生；
c．对产生的二氧化硫进行吸收和利用，可以防止或减少酸雨产生，故选a，
故答案为：硫酸；a；
（2）根据上面的分析可知，酸溶时用硫酸溶解，过滤操作所用的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、漏斗，
故答案为：硫酸；漏斗；
（3）反应l中加双氧水可以将亚铁离子氧化成铁离子，使溶液（或滤液）中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
故答案为：使溶液（或滤液）中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
（4）为确定碱式硫酸铁的化学式，取碱式硫酸铁样品溶于足量的稀盐酸中并充分混合，加入足量的BaCl₂溶液，充分反应后，经过滤、洗涤、干燥、
称重，得硫酸钡沉淀的质量，过滤，在滤液中加入过量的NaOH溶液，充分反应后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重，得氧化铁的质量，根据硫酸钡的质量和氧化铁的质量可计算得硫酸根离子和铁离子的物质的量，根据电荷守恒可计算出氢氧根离子的物质的量，据此确定y：z的值；
②向①所得的混合物中加入足量的BaCl₂溶液，充分反应后，经过滤、洗涤、干燥、称重，若取此时的滤液少许，向其中滴加硫氰化钾溶液，可观察到的现象为 溶液呈血红色，反应的离子方程式为 Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：干燥；溶液呈血红色；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
③若向步骤②的滤液中加入过量的NaOH溶液，充分反应后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体氧化铁为0.640g，其物质的量为0.004mol，①所得的混合物中加入足量的BaCl₂溶液，得沉淀硫酸钡为2.330g，其物质的是来0.01mol，根据电荷守恒有n（OH^-）+0.01mol×2=0.004mol×2×3，所以n（OH^-）=0.004mol，所以y：z=0.004：0.01=2：5，
故答案为：2：5．

点评 本题考查了化学物质的制备方案的设计，题目难度中等，明确制备原理及化学实验操作方法为解答关键，对学生来说高铁不是很熟悉，但是铁与亚铁之间的转化还是很容易实现的，起点高，落点低，是一道质量较好的题目．