Question

【題目】實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4·7H2O)，過程如下：

（1）將過程②中的產生的氣體通入下列溶液中，溶液會褪色的是________。

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________。

（4）過程④中，蒸發結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有___________。

（5）過程⑤調節pH可選用下列試劑中的________(填選項序號)。

A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH溶液

（6）過程⑥中，將溶液Z加熱到70～80℃，目的是___________。

（7）實驗室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質量分數，進行下列實驗。①用分析天平稱取2.800 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。若該聚鐵主要成分為[Fe(OH)(SO4)]n，則該聚鐵樣品中鐵元素的質量分數為________。(假設雜質中不含鐵元素和硫元素)。

Answer 1

【答案】ACD 4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋6H2O＋4S Fe(或鐵) 蒸發皿、玻璃棒 C 促進Fe3＋的水解 30%

【解析】

由流程可知，燒渣在硫酸溶液中通入足量氧氣，反應后過濾得到固體W和溶液X，③中溶液X加入鐵反應生成硫酸亞鐵，④中蒸發濃縮結晶析出得到綠礬，⑤中溶液X加入NaOH調節溶液pH得到溶液Z，在70℃-80℃下加熱制備聚鐵膠體，最后得到聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）。

（1）過程②產生的氣體為SO2，具有還原性和漂白性，因具有漂白性而使品紅褪色，因具有還原性而使具有氧化性的酸性KMnO4溶液、溴水褪色，故答案為：ACD；

（2）反應物為FeS、O2和H2SO4，生成物有S，根據質量守恒還應有Fe2（SO4）3和H2O，由電子及原子守恒可知反應的離子方程式為4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋6H2O＋4S，故答案為：4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋6H2O＋4S；

（3）溶液X中含有Fe3+，要制備綠礬，應加入還原劑使之還原為Fe2+，加入鐵可生成Fe2+，并且不引入新的雜質，故答案為：Fe(或鐵)；

（4）過程④中，蒸發結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有蒸發皿、玻璃棒，故答案為：蒸發皿、玻璃棒；

（5）過程⑤調節pH應使溶液堿性增強，有利于聚鐵的生成，

A.加入硫酸不能使溶液pH增大，故A錯誤；

B. 加入碳酸鈣生成微溶的硫酸鈣，會引入新的雜質，故B錯誤；

C.加入NaOH可使溶液堿性增強，生成的聚鐵中不引入新的雜質，故C正確；

故答案為：C；

（6）過程⑥中，將溶液Z加熱到70-80℃，目的是促進Fe3+的水解，故答案為：促進Fe3+的水解；

（7）測定鐵元素的質量分數時，加入氯化鋇溶液，產生的固體為硫酸鋇，根據質量計算得SO42-的物質的量為0.015mol，根據聚鐵的化學式可確定Fe的物質的量為0.015mol，計算得鐵的質量為0.84g，其質量分數為0.84g÷2.800 g ×100%=30%，故答案為：30%。