Question

1．绿矾（FeSO₄•7H₂O）可用做净水剂、除草剂等．某研究小组测定了硫酸矿焙烧后的烧渣中主要成分（Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂，不考虑其它杂质）的含量并制备了绿矾，流程如下：

请回答下列问题：
（1）溶液A中含有的阴离子主要有AlO₂^-、SiO₃^2-和OH^-．
（2）试剂C是稀硫酸．
（3）③中反应的离子方程式是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（4）烧渣中Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂的物质的量之比是5：5：1．

Answer 1

分析 烧渣主要成份为Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂，不考虑其他杂质，与过量NaOH溶液混合，离子反应方程式为SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；Fe₂O₃和NaOH不反应，然后过滤得到的固体B为Fe₂O₃为8.0g，溶液A中含有Na⁺、AlO₂^-、SiO₃^2-和OH^-，加入过量盐酸，发生的反应为离子反应方程式为OH^-+H⁺=H₂O、AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O、SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，然后过滤得到的固体F为H₂SiO₃↓，灼烧脱水得SiO₂为0.6g；固体B为Fe₂O₃为加过量试剂C溶解，因为要制备FeSO₄•7H₂O，所以试剂C为稀硫酸，发生反应为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，所得溶液D为硫酸铁和过量稀硫酸的混合溶液，再加试剂E将三价铁还原成二价铁，所以试剂E为铁单质，反应的离子方程式是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，最后将硫酸亚铁溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾，据此分析．

解答 解：（1）通过以上分析知，溶液A中含有的阴离子主要有AlO₂^-、SiO₃^2-和OH^-，故答案为：OH^-；
（2）通过以上分析知，试剂C是稀硫酸，故答案为：稀硫酸；
（3）通过以上分析知，③中反应的离子方程式是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4）通过以上分析知，SiO₂为0.6g，Fe₂O₃为8.0g，所以Al₂O₃为13.7-8.0-0.6=5.1g，则烧渣中Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂的物质的量之比是$\frac{8.0}{160}$：$\frac{5.1}{102}$：$\frac{0.6}{60}$=5：5：1，故答案为：5：5：1．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生分析推断及综合应用能力，明确流程图中发生的反应及物质分离提纯方法是解本题关键，难度不大．