题目内容
【题目】绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：
已知：室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5。
（1）工业上若用过量稀硝酸溶解铁屑，则会产生污染性气体，其反应离子方程式是_____。
（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是_________；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是_____。
（3）常温下，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，则Fe3+的水解常数为_____。
（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②_____。
（5）久置的绿矾(FeSO4·7H2O)被空气中O2部分氧化，生成Fex(OH)y(SO4)z·wH2O。现测定其组成，步骤如下（假设杂质不参与反应，且每步反应均完全进行）：
称取三等份固体样品。
第一份样品经足量稀硫酸溶解后，用250mL容量瓶中定容，量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，用0.03mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为20.00mL（滴定时反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）。滴定后溶液经控制pH沉淀Fe3+、过滤、洗涤、烘干并灼烧，最终得到0.32gFe2O3。(Fe2O3式量160)
第二份样品经足量稀盐酸溶解后，再加入过量BaCl2溶液，经过滤、洗涤、烘干，得9.32gBaSO4沉淀。(BaSO4式量233)
第三份样品经高温充分灼烧后，共收集到4.05gH2O。试推导该物质(Fex(OH)y(SO4)z·wH2O)的化学式（写出计算过程，x、y、z、w为最简整数比）______________________________________________________。
【答案】3Fe+8H＋ +2NO3－=3Fe2＋ +2NO+4H2O 沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化 除去杂质离子Sn2＋； 2.5×10-5； 降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗 4:1:4:22
【解析】
铁屑加入稀硫酸生成硫酸亚铁、硫酸锡，过滤后得到滤液，将滤液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氢，可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化，过滤后得到滤液为硫酸亚铁，经蒸发浓硫酸、冷却结晶、过滤可得到FeSO4·7H2O
（1）工业上若用过量稀硝酸溶解铁屑，则会产生污染性气体，其反应离子方程式是 3Fe+8H＋ +2NO3－=3Fe2＋ +2NO+4H2O 。故答案为：3Fe+8H＋ +2NO3－=3Fe2＋ +2NO+4H2O；
（2）依据流程关系图分析，通入硫化氢制饱和，硫化氢是强还原剂，目的是沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化；在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn2＋；故答案为：沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化；除去杂质离子Sn2＋；
（3） 常温下，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Fe3＋+3H2O Fe(OH)3+3H＋则Fe3+的水解常数为
=2.5×10-5；故答案为：2.5×10-5；。
（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②冰水温度低，物质溶解度减小，可以洗去沉淀表面的杂质离子，避免绿矾溶解带来的损失，故答案为：降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗；
（5）第一份样品：n(Fe2+)=
=0.03mol，n(Fe3+)=
=0.04mol-0.03mol=0.01mol；第二份样品n(SO42－)=
=0.04mol；第三份样品：n(H2O)=
=0.225mol,根据电荷守恒：n(OH－)=0.01×3+0.03×2-0.04×2=0.01mol,结晶水为0.225mol-0.01mol×
=0.22mol,x:y:z:w=(0.01+0.03):0.01:0.04:0.22=4:1:4:22。
故答案为：4:1:4:22。
发散思维新课堂系列答案
【题目】某同学利用下图装置进行喷泉实验，已知圆底烧瓶内充满X气体，胶头滴管内装有少量Y液体，烧杯内装有足量Z液体，下列组合能进行喷泉实验且最终液体一定能充满整个烧瓶的是
X气体 | Y试剂 | Z试剂 | |
A | NO2 | H2O | H2O |
B | HCl | H2O | H2O |
C | HCl和O2混合气体 | H2O | H2O |
D | NH3和N2混合气体 | H2O | H2O |
A. A B. B C. C D. D
