问题 填空题

化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如     下:

 

(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是________(填选项序号)。

a.品红溶液  b.紫色石蕊溶液   c.酸性KMnO4溶液  d.溴水

(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________

(3)过程③中,需加入的物质是____________;反应的化学方程式为_____________________

用溶液Y制绿矾时,可取少量Y溶液于试管中,向试管内加入少量的________________溶液,观察溶液是否变为________色,以验证其中是否含有Fe3

(4)在实验室里,完成过程④中的____________(填操作名称),需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等,还需要的玻璃仪器有___________________________。

(5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是____________________________________________________。

(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:①用分析天平称取2.700 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)

答案

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

硫氰化钾(或其他合理答案) 红 (4)蒸发结晶 蒸发皿、玻璃棒 (5)促进Fe3的水解 (6)31.1 %

由题中信息可知,过程①向烧渣中加稀硫酸并同时通入氧气,铁的氧化物、硫化亚铁均会溶解,生成硫酸铁、单质硫和水,所以溶液X是硫酸铁溶液,过程②灼烧固体,其中的硫被氧化成二氧化硫。(1)二氧化硫能分别使品红溶液、酸性KMnO4溶液和溴水褪色。(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为4FeS+3O2+12H=4Fe3+6H2O+4S。(3)由产物绿矾逆推可知过程③是将硫酸铁转化为硫酸亚铁的过程,应加入铁粉还原硫酸铁,有关反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4。验证硫酸亚铁溶液中是否含有Fe3,可用含SCN的溶液检验,若溶液变为红色,证明溶液中含有Fe3,若溶液不变色,证明溶液中不含Fe3。(4)由硫酸亚铁溶液制绿矾,应使用蒸发结晶的方法,需要使用酒精灯、三脚架、蒸发皿、玻璃棒等。(5)过程⑥中,将硫酸铁溶液加热到70~80℃,目的是促进Fe3的水解。(6)3.495 g的BaSO4为0.015 mol,铁元素的质量为56 g·mol-1×0.015 mol=0.840 g,所以该聚铁样品中铁元素的质量分数为(0.840/2.700)×100%=31.1 %。

单项选择题
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