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(lái)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(guò)程②中產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是________(填選項(xiàng)序號(hào))。
a．品紅溶液  b．紫色石蕊溶液   c．酸性KMnO₄溶液  d．溴水
(2)過(guò)程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________
(3)過(guò)程③中，需加入的物質(zhì)是____________；反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________
用溶液Y制綠礬時(shí)，可取少量Y溶液于試管中，向試管內(nèi)加入少量的________________溶液，觀察溶液是否變?yōu)開(kāi)_______色，以驗(yàn)證其中是否含有Fe^3＋。
(4)在實(shí)驗(yàn)室里，完成過(guò)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(guò)程⑥中，將溶液Z加熱到70～80℃，目的是____________________________________________________。
(6)實(shí)驗(yàn)室為測(cè)量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：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(guò)量的氯化鋇溶液；③過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量，得固體質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。(假設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素)

Answer 1

(1)acd　(2)4FeS＋3O₂＋12H^＋=4Fe^3＋＋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(jié)晶　蒸發(fā)皿、玻璃棒　(5)促進(jìn)Fe^3＋的水解　(6)31.1 %

由題中信息可知，過(guò)程①向燒渣中加稀硫酸并同時(shí)通入氧氣，鐵的氧化物、硫化亞鐵均會(huì)溶解，生成硫酸鐵、單質(zhì)硫和水，所以溶液X是硫酸鐵溶液，過(guò)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(guò)程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)的離子方程式為4FeS＋3O₂＋12H^＋=4Fe^3＋＋6H₂O＋4S。(3)由產(chǎn)物綠礬逆推可知過(guò)程③是將硫酸鐵轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵的過(guò)程，應(yīng)加入鐵粉還原硫酸鐵，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂(SO₄)₃＋Fe=3FeSO₄。驗(yàn)證硫酸亞鐵溶液中是否含有Fe^3＋，可用含SCN^－的溶液檢驗(yàn)，若溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有Fe^3＋，若溶液不變色，證明溶液中不含F(xiàn)e^3＋。(4)由硫酸亞鐵溶液制綠礬，應(yīng)使用蒸發(fā)結(jié)晶的方法，需要使用酒精燈、三腳架、蒸發(fā)皿、玻璃棒等。(5)過(guò)程⑥中，將硫酸鐵溶液加熱到70～80℃，目的是促進(jìn)Fe^3＋的水解。(6)3.495 g的BaSO₄為0.015 mol，鐵元素的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.840/2.700）×100%＝31.1 %。