Question

【题目】工业上以黄铁矿（主要成分是二硫化亚铁FeS2）为原料，生产硫酸。将黄铁矿（FeS2）粉碎，加入沸腾炉中瓶鼓入空气进行高温煅烧，得到气体和炉渣，气体经过一系列变化得到硫酸。请回答下列问题：

Ⅰ．FeS2中硫元素的化合价为_____。

Ⅱ．将黄铁矿粉碎，目的是_____。

Ⅲ．已知炉渣的主要成分为铁的某一种氧化物，甲同学对炉渣中铁的氧化物进行探究。

（查阅资料）

（1）Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O

（2）向FeCl2溶液中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加铁氰化钾溶液不产生蓝色沉淀。

（3）向FeCl3溶液中滴加无色的硫氰化钾溶液时，溶液变成红色，而向FeCl2溶液中滴加无色的硫氰化钾溶液时，溶液不变成红色。

（提出猜想）猜想1：炉渣中铁的氧化物为FeO 猜想2：炉渣中铁的氧化物为Fe2O3

猜想3：炉渣中铁的氧化物为_____。（填化学式）

（方案设计）

（1）取少量炉渣于烧杯中，加入过量的稀盐酸（杂质不溶于稀盐酸），充分搅拌，过滤。

（2）取上述滤液少许于A、B两试管中，向A试管中滴入铁氰化钾溶液，设想有两种可能的实验现象：①产生蓝色沉淀；②不产生蓝色沉淀。向B试管中滴入少量无色的硫氰化钾溶液，设想也有两种可能的实验现象：③溶液变为红色；④溶液不变红色。

请你帮助甲同学填写猜想成立时，A、B两试管中的实验现象（用①②③④填空）：

若猜想1成立，则实验现象为_____。

若猜想2成立，则实验现象为_____。

若猜想3成立，则实验现象为_____。

（实验验证）甲同学取滤液少许于试管中，向试管中滴加铁氰化钾溶液或无色的硫氰化钾溶液中的一种试剂就证明了猜想2成立，甲同学滴加的试剂为_____。

Answer 1

【答案】-1价 增大反应物接触面积，从而增大反应速率 Fe3O4 ①④ ②③ ①③ 无色的硫氰化钾溶液

【解析】

Ⅰ．二硫化亚铁（FeS2）中铁元素的化合价为+2价，根据化合物中各元素的化合价代数和为零，设硫元素的化合价为x，则（+2）+2x＝0，解得x＝（-1），所以二硫化亚铁（FeS2）中硫元素的化合价为-1价；故填：-1价；

Ⅱ．反应物颗粒越小，反应时接触面积越大，反应速率越快，所以将黄铁矿粉碎，目的是增大反应物接触面积，从而增大反应速率；故填：增大反应物接触面积，从而增大反应速率；

[提出猜想]铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3和Fe3O4，所以猜想3为炉渣中铁的氧化物为Fe3O4；故填：Fe3O4；

[方案设计]若猜想1成立，炉渣中铁的氧化物为FeO，根据“向FeCl2溶液中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加铁氰化钾溶液不产生蓝色沉淀”推出A试管中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，B试管中无现象；若猜想2成立，炉渣中铁的氧化物为Fe2O3，A试管中无现象，B试管中溶液变成红色；若猜想3成立，A试管中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，B试管中滴入少量无色的硫氰化钾溶液，溶液变为红色；故填：①④、②③、①③；

[实验验证]取滤液少许于试管中，向试管中滴加铁氰化钾溶液不产生蓝色沉淀，向试管中滴加无色的硫氰化钾溶液，溶液变为红色，所以甲同学滴加的试剂为无色的硫氰化钾溶液；故填：无色的硫氰化钾溶液。