Question

实验室利用硫酸厂烧渣(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)，过程如下：

（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是__________；
A．品红溶液        B．紫色石蕊溶液     C．酸性KMnO₄溶液     D．溴水
（2）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式为：___________________________________。
（3）过程③中，需加入的物质是___________________________。
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有_______________。
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的___________ (填选项序号)；
A．稀硫酸        B．CaCO₃       C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70一80℃，目的是_____________________。
（7）实验室为测量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2.70g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO₄)]n，则该聚铁样品中铁元素的质量分数为___________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。

Answer 1

（1）ACD （2）4FeS + 3O₂ + 6H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O+4S （3）Fe(或铁)
（4）蒸发皿、玻璃棒 （5）C  （6）促进Fe³⁺的水解  （7）31.11%

试题分析：（1）固体W中含有S在灼烧时会产生SO₂气体。A．把SO₂通入品红溶液 SO₂有漂白性，能使品花溶液褪色。正确。B．SO₂的水溶液显酸性，紫色石蕊溶液变为红色。错误。C．SO₂有还原性，能被酸性KMnO₄溶液氧化为硫酸，KMnO₄则被还原为无色的MnSO₄ .正确。  D．SO₂有还原性，能被溴水氧化为硫酸，溴水被还原为无色的HBr。正确。因此选项为ACD。（2）根据电子守恒和质量守恒定律可得出过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式为：4FeS+3O₂+ 6H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ +6H₂O + 4S。（3）在溶液X中含有Fe₂(SO₄)₃ 和H₂SO₄，而绿矾是硫酸亚铁晶体。所以过程③中，需加入的物质是还原剂Fe粉。（4） 经过还原Fe粉还原的Fe₂(SO₄)₃ 和H₂SO₄溶液为FeSO₄.要从该溶液中得到绿矾，因为硫酸亚铁的溶解度受温度的影响变化较大，所以采用冷却热饱和溶液的方法制取。实验操作有蒸发、浓缩、冷却、结晶。在过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要蒸发皿、玻璃棒 。（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的应该用碱，相比而言NaOH的溶解度大，杂质离子Na⁺比Ca²⁺容易除去。选项为C。（6） Fe₂(SO₄)₃是强酸弱碱盐，水解产生Fe(OH)₃胶体。盐的水解反应是吸热反应，在过程⑥中，将溶液Z加热到70一80℃，目的是为了促进Fe³⁺的水解 。（7）该聚铁在经过酸溶解后，加入过量的氯化钡溶液。得到的沉淀为Ba SO₄。n(Ba SO₄)= 3.495g÷233g/mol=0.015mol.所以n(Fe)=0.015mol.m(Fe)=0.015mol×56g/mol=0.84g。因此在在聚铁中Fe元素的含量为(0.84g÷2.70g) ×100% =33.11%。₂的化学性质、方程式的书写、盐的水解、混合物的分离方法、元素的含量的计算的知识。