Question

化工生產(chǎn)中常利用硫酸廠煅燒黃鐵礦石的燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)來制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4·7H2O)，流程如 下：

 

(1)將過程②中產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會褪色的是________(填選項序號)。

a．品紅溶液 b．紫色石蕊溶液 c．酸性KMnO4溶液 d．溴水

(2)過程①中，FeS和O2、H2SO4反應的離子方程式為______________________

(3)過程③中，需加入的物質是____________；反應的化學方程式為_____________________

用溶液Y制綠礬時，可取少量Y溶液于試管中，向試管內加入少量的________________溶液，觀察溶液是否變?yōu)?/span>________色，以驗證其中是否含有Fe3＋。

(4)在實驗室里，完成過程④中的____________(填操作名稱)，需要使用酒精燈、三腳架、坩堝鉗等，還需要的玻璃儀器有___________________________。

(5)過程⑥中，將溶液Z加熱到70～80℃，目的是____________________________________________________。

(6)實驗室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質量分數(shù)，進行下列實驗：①用分析天平稱取2.700 g樣品；②將樣品溶于足量的鹽酸后，加入過量的氯化鋇溶液；③過濾、洗滌、干燥、稱量，得固體質量為3.495 g。若該聚鐵的主要成分為[Fe(OH)SO4]n，則聚鐵樣品中鐵元素的質量分數(shù)為________。(假設雜質中不含鐵元素和硫元素)

 

Answer 1

(1)acd　(2)4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋6H2O＋4S　(3)Fe(或鐵)　Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4

硫氰化鉀(或其他合理答案)　紅　(4)蒸發(fā)結晶　蒸發(fā)皿、玻璃棒　(5)促進Fe3＋的水解　(6)31.1 %

【解析】由題中信息可知，過程①向燒渣中加稀硫酸并同時通入氧氣，鐵的氧化物、硫化亞鐵均會溶解，生成硫酸鐵、單質硫和水，所以溶液X是硫酸鐵溶液，過程②灼燒固體，其中的硫被氧化成二氧化硫。(1)二氧化硫能分別使品紅溶液、酸性KMnO4溶液和溴水褪色。(2)過程①中，FeS和O2、H2SO4反應的離子方程式為4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋6H2O＋4S。(3)由產(chǎn)物綠礬逆推可知過程③是將硫酸鐵轉化為硫酸亞鐵的過程，應加入鐵粉還原硫酸鐵，有關反應的化學方程式為Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4。驗證硫酸亞鐵溶液中是否含有Fe3＋，可用含SCN－的溶液檢驗，若溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有Fe3＋，若溶液不變色，證明溶液中不含Fe3＋。(4)由硫酸亞鐵溶液制綠礬，應使用蒸發(fā)結晶的方法，需要使用酒精燈、三腳架、蒸發(fā)皿、玻璃棒等。(5)過程⑥中，將硫酸鐵溶液加熱到70～80℃，目的是促進Fe3＋的水解。(6)3.495 g的BaSO4為0.015 mol，鐵元素的質量為56 g·mol－1×0.015 mol＝0.840 g，所以該聚鐵樣品中鐵元素的質量分數(shù)為（0.840/2.700）×100%＝31.1 %。