Question

【題目】實驗室里用硫酸廠燒渣(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)，其過程如下：

（1）過程③中，需要加入的物質名稱是____________________。

（2）過程②中產生的尾氣會對大氣造成污染，可選用下列試劑中的___________吸收。

a.濃硫酸 b.蒸餾水 c.NaOH溶液 d.濃硝酸

（3）過程①中，FeS和O2、H2SO4反應的化學方程式為____________________。

（4）過程④的實驗操作是____________________。

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

（6）某種脫硫脫硝工藝中將廢氣經處理后，與一定量的氨氣、空氣反應，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產品化肥。設廢氣中的SO2、NO2的物質的量之比為1：1，則該反應的化學方程式為__________________。

（7）實驗室為測定所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質量分數，進行下列實驗。①用分析天平稱取樣品2.700 g；②將樣品溶于足量鹽酸后，加入足量的氯化鋇溶液：③過濾、洗滌、干燥、稱量，得固體質量為3.495g，若該聚鐵主要成分為[Fe(OH)SO4]a，則該聚鐵中鐵元素的質量分數為_________________。

Answer 1

【答案】 鐵粉 c 4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥 促進Fe3+的水解生成聚鐵膠體 4SO2+4NO2+12NH3+3O2+6H2O=4(NH3)2SO4+4NH4NO3 31.11%

【解析】（1）在溶液X中含有Fe2(SO4)3 和H2SO4，而綠礬是硫酸亞鐵晶體。所以過程③中，需加入的物質是還原劑Fe粉；（1）固體W中含有S在灼燒時會產生SO2氣體。SO2是酸性氧化物，直接排放會對空氣造成污染，不與濃硫酸、濃硝酸反應，用水吸收效果不好，必須用強堿溶液吸收，答案選c；（3）過程①中，FeS和O2、H2SO4反應生成硫酸鐵、硫和水，反應的化學方程式為：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S；（4）過程④從溶液Y中得到綠礬晶體，實驗操作是：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；（5）Fe2(SO4)3是強酸弱堿鹽，水解產生Fe(OH)3膠體。鹽的水解反應是吸熱反應，在過程⑥中，將溶液Z加熱到70一80℃，目的是為了促進Fe3+的水解生成聚鐵膠體；（6）廢氣中的SO2、NO2的物質的量之比為1：1，與一定量的氨氣、空氣反應，生成硫酸銨和硝酸銨，反應的化學方程式為：4SO2+4NO2+12NH3+3O2+6H2O=4(NH3)2SO4+4NH4NO3；（7）該聚鐵在經過酸溶解后，加入過量的氯化鋇溶液。得到的沉淀為Ba SO4。n(Ba SO4)= =0.015mol，所以n(Fe)=0.015mol，m(Fe)=0.015mol×56g/mol=0.84g。因此在在聚鐵中Fe元素的含量為×100% =31.11%。