Question

【题目】工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，流程如下：

(1) 滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)，滤渣Ⅱ的主要成分是________(填化学式)。

(2) 试剂X常选用SO2，写出“还原”过程中发生反应的离子方程式：________。

(3) 从分离出滤渣Ⅱ后的滤液中得到产品，应进行的操作是蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。

(4) FeSO4·7H2O在医学上常用作补血剂。某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。

步骤a：取8片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配制成250 mL溶液；

步骤b：取上述溶液25 mL于锥形瓶中，加入少量硫酸酸化，逐渐滴加0.010 0 mol·L－1的KMnO4溶液，反应为5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。记录滴定终点时消耗KMnO4溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO4反应)。

步骤c：重复“步骤b”2～3次，平均消耗KMnO4溶液20.00 mL。

① 步骤a中配制250 mL溶液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________、胶头滴管。

② 该补血剂中亚铁离子的含量为________mg/片(请写出计算过程)。

Answer 1

【答案】SiO2 Al(OH)3 2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42-＋4H＋ 冷却结晶 250 mL容量瓶 25 mL溶液中：n(Fe2＋)＝5n(MnO4-)＝5×0.010 0 mol·L－1×20.00×10－3 L＝1.000 0×10－3 mol，250 mL溶液中：n(Fe2＋)＝1.000 0×10－3 mol×10＝1.000 0×10－2 mol，1片补血剂样品中：m(Fe2＋)＝1.000 0×10－2 mol×56 g·mol－1/8＝ 0.070 0 g＝ 70mg

【解析】

用硫铁矿焙烧去硫的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)过程中，中心元素是铁。故制备过程中必须除去杂质SiO2、Al2O3，并将三价铁还原为亚铁，据此分析解答相关问题。

(1) 用稀硫酸浸取烧渣时，只有SiO2不溶，过滤I所得滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2，滤液中主要含有Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3等。试剂X将Fe3+还原为Fe2+，调节pH后过滤II所得滤渣II为Al(OH)3，滤液为FeSO4溶液。

(2) 用SO2将Fe3+还原为Fe2+，本身被氧化为SO42－，可以写出反应的离子方程式2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42-＋4H＋。

(3) 过滤Ⅱ所得滤液为FeSO4溶液，要得到产品FeSO4·7H2O晶体，应将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

(4) ①配制250 mL溶液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管。

②据5Fe2＋ ~ MnO4-，25 mL溶液中

n(Fe2＋)＝5n(MnO4-)＝5×0.010 0 mol·L－1×20.00×10－3 L＝1.000 0×10－3 mol

则250 mL溶液中，n(Fe2＋)＝1.000 0×10－3 mol×10＝1.000 0×10－2 mol

1片补血剂样品中，m(Fe2＋)＝1.000 0×10－2 mol×56 g·mol－1/8＝ 0.070 0 g＝70mg