Question

（16分）实验室由含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO₄·5H₂O）和石膏（CaSO₄·2H₂O）的实验流程如图所示：

    相关物质在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表。

温度（℃）	20	40	60	80	100
石膏	0.32	0.26	0.15	0.11	0.07
胆矾	32	44.6	61.8[	83.8	114

请回答下列问题：

（1）红褐色滤渣的主要成分是               （写化学式）。

（2）在进行操作I时的最佳温度是            ℃。

（3）从溶液中分离出产品II的操作II应为           、过滤、        、干燥。

（4）取样检验步骤中检验的是Fe³⁺，检验Fe³⁺最灵敏的试剂是大家熟知的KSCN，可以检验痕量的Fe³⁺。还可用KI来检验：2Fe³⁺+2I^－2Fe²⁺+I₂，有资料认为这可能是一个可逆反应。Fe³⁺与I^－反应后的溶液显深红色，它是I₂溶于KI溶液的颜色。为探究该深红色溶液中是否含Fe³⁺，进而证明这是否是一个可逆反应，试利用实验室常用仪器、用品及以下试剂设计方案并填写位于答题卷的下表。0.1 mol/L的FeCl₃、KI、KSCN、NaOH、H₂SO₄、KMnO₄溶液，CCl₄，蒸馏水。

编号	实验操作	预期现象和结论
①	在试管中加入少量FeCl3溶液和      （填少量、过量）的KI溶液。	深红色如期出现
②	将试管中的混合溶液转移至         （填仪器）中，倒入一定量的        ，                                 。
③

 

Answer 1

【答案】

（1）Fe(OH)₃（2分）      （2）100（2分）       （3）冷却结晶  洗涤（2分）

（4）（10分）

编号	实验操作	预期现象和结论
①	过量（2分）
②	分液漏斗（1分）；CCl4（1分）；塞住活塞，充分振荡（萃取），静置（1分）	液体分层，上层接近无色，下层紫红色（1分）
③	打开活塞，先放出下层液体，再从分液漏斗的上口中倒出水层于试管中，加入KSCN溶液（2分）	出现血红色，则反应后的混合物中含Fe3+，进而证明这的确是一个可逆反应；反之则不含Fe3+，进而证明不是一个可逆反应（2分）

【解析】（1）常见的红褐色沉淀是氢氧化铁。

（2）根据物质在不同温度下的溶解度可知，胆矾的溶解度随温度的升高而增大，但石膏的溶解度随温度的升高而降低，所以趁热过滤的温度应是100℃为宜，这样过滤得到的主要是石膏。

（3）趁热过滤得到的滤液是热的硫酸铜饱和溶液，所以通过冷却结晶即得到胆矾，然后过滤，洗涤，干燥即可。

（4）若碘化钾不足，则氯化铁一定过量，因此进行后续的反应。所以碘化钾应是过量的，即在过量的情况下，若仍能检验出铁离子，则可注明反应是可逆反应。因为反应中有碘单质生成，所以为了分离出单质碘，需要通过萃取，萃取需要分液漏斗。萃取之和向水溶液中滴入适量的KSCN溶液来检验铁离子的存在即可。