Question

14．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[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m和绿矾（FeSO₄•7H₂O），其过程如下：

（1）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式是4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S．
（2）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO₂的方法是将产生的气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后又变红，证明含有SO₂．
（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后，经过滤操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾．
（4）溶液Z的pH将影响聚铁中铁的质量分数，若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏低（填“高”或“低”），过程②中将溶液加热到70～80℃的目的是促进Fe³⁺的水解．

Answer 1

分析 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[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m和绿矾（FeSO₄•7H₂O），烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气，反应后过滤得到固体W和溶液X，溶液X加入铁反应生成硫酸亚铁，蒸发浓缩结晶析出得到绿矾，溶液X中加入试剂调节溶液PH得到溶液Z加热制备聚铁胶体得到聚铁；
（1）过程①FeS和O₂、H₂SO₄反应生成硫酸铁，水和硫；
（2）依据二氧化硫具有漂白性设计实验验证二氧化硫气体；
（3）氯化铁溶液中加入过滤铁粉反应生成硫酸亚铁过滤后得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾；
（4）溶液Z的pH将影响聚铁中铁的质量分数，若溶液Z的pH偏小，利用pH试纸测定溶液酸碱性的方法来分析．

解答 解：（1）过程①FeS和O₂、H₂SO₄反应生成硫酸铁，水和硫，反应的化学方程式为：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
故答案为：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
（2）二氧化硫具有漂白性，验证固体W焙烧后产生的气体含有SO₂的方法是：将产生的气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后又变红，证明含有SO₂；
故答案为：将产生的气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后又变红，证明含有SO₂；
（3）因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液Y中含有Fe³⁺，故应先加入过量的铁粉，然后过滤；
故答案为：铁粉；过滤；
（4）用pH试纸测定方法为：将试纸放在表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液，点在试纸的中央，然后与标准比色卡对比．氢氧化铁的含量比硫酸亚铁高，若溶液Z的PH偏小，则聚铁中生成的氢氧根的含量减少，使铁的含量减少；过程②中将溶液加热到70～80℃的目的是促进Fe³⁺的水解；
故答案为：低；促进Fe³⁺的水解．

点评 本题借助于实验考查基础知识达到了很好的效果．对学生来说聚铁不是很熟悉，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，是一好题，题目难度中等．