Question

【题目】铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe2O3xH2O，广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣（含Fe2O3及少量的CaO、MgO等）和黄铁矿粉（主要成分为FeS2）制备铁黄的流程如图：

（1）操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是________、________。

（2）试剂a最好选用______（供选择使用的有：铝粉、空气、浓HNO3）；其作用是________。

（3）上述步骤中需用到氨气．下列装置可用于实验室制氨气的是______（填序号）。

（4）检验溶液Z中含有NH4+的方法是________。

（5）查阅资料知，在不同温度下Fe2O3被CO还原，产物可能为Fe3O4、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如下图所示。

根据图像推断650℃时Fe2O3还原产物的化学式为________，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分（简述实验操作、现象和结论）________。仪器自选。可供选择的试剂：稀H2SO4、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

Answer 1

【答案】 搅拌加速溶解（或搅拌加速反应） 引流 空气 作氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+ bd 取少量溶液Z置于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色，证明含有NH4+ FeO 取少量还原产物置于试管中，加入过量稀硫酸（或稀盐酸），固体完全溶解且无气泡产生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加H2O2溶液，溶液变红色，证明还原产物为FeO

【解析】

（1）操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是，操作Ⅰ是利用玻璃棒加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是过滤实验操作，玻璃棒是起到引流作用。

（2）依据流程分析，试剂a是用来氧化亚铁离子的，但选择氧化剂不能引入新的杂质，铝粉引入新的杂质，浓硝酸做氧化剂会产生污染气体，最好选择空气做氧化剂氧化亚铁离子，不会引入新的杂质，不污染环境。

（3）a、加热氯化铵分解后生成氨气和氯化氢会在试管口重新生成氯化铵，不能制备氨气，a错误；

b、氨水滴入氧化钙固体，氧化钙会和水反应生成氢氧化钙放热，使一水合氨分解生成氨气，b正确；

c、氢氧化钙和氯化铵固体加热时需要试管口略向下倾斜，装置中加热会使生成的水倒流到试管底部炸裂试管，c错误；

d、加热浓氨水会分解生成氨气，可以制取氨气，d正确；

答案为选bd。

（4）溶液Z中含NH4+的实验方法是利用铵根离子和氢氧根离子结合反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，即取少量溶液Z置于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色，证明含有NH4+。

（5）开始时氧化铁的物质的量是48g÷160g/mol＝0.3mol，当恰好转化为四氧化三铁时质量为，当恰好转化为氧化亚铁时质量为，即加热温度达到500℃～600℃时还原产物为Fe3O4，当670℃时还原产物为FeO；亚铁离子易被氧化，则验证还原产物的实验操作是取少量还原产物置于试管中，加入过量稀硫酸（或稀盐酸），固体完全溶解且无气泡产生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加H2O2溶液，溶液变红色，证明还原产物为FeO。