Question

【题目】某同学用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取绿矾（FeSO4·7H2O）,设计的流程如图所示。

（1）固体1的主要成分为_________（填化学式，下同）。试剂X最好选用_________。

（2）下列措施能提高烧渣浸取速率的是_________ （填字母）。

A.将烧渣粉碎 B.将稀硫酸换为98% 的浓硫酸

C.适当加快搅拌速率 D.适当升高温度

（3）步骤e的实验操作是蒸发浓缩、_______、________、洗涤、干燥。

（4）某小组同学用酸性KMnO4溶液滴定绿矾样品的水溶液,来测定绿矾样品中铁元素的质量分数。

①该实验原理用离子方程式可表示为________________。

②取mg该绿矾样品，用0.1mol/L 的KMnO4溶液进行滴定,在此实验过程中共用去100 mL KMnO4溶液,则该绿矾样品中铁元素的质量分数为________。

Answer 1

【答案】 SiO2 Fe ACD 冷却结晶 过滤 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

【解析】试题分析：本题以用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣制取绿矾为载体，考查流程的分析，外界条件对化学反应速率的影响，化学实验的基本操作和物质中所含元素质量分数的测定。烧渣中加入稀硫酸后，发生的反应为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O，SiO2属于酸性氧化物，SiO2与稀硫酸不反应，则固体1中主要成分为SiO2，溶液1中含有Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3和略过量的H2SO4；向溶液1中加入足量NaOH溶液，Fe2（SO4）3转化为Fe（OH）3沉淀，Al2（SO4）3和H2SO4转化为NaAlO2、Na2SO4，则固体2的成分为Fe（OH）3；Fe（OH）3用稀硫酸溶解得到的溶液3为Fe2（SO4）3溶液；溶液3中加入试剂X得到FeSO4溶液，为了不引入新杂质，试剂X最好用Fe。

（1）根据上述分析，固体1的主要成分为SiO2。试剂X最好选用Fe。

（2）A项，将烧渣粉碎，增大接触面积，能提高烧渣浸取速率；B项，98%的浓硫酸中水分子少，H+的浓度很小，不能提高烧渣浸取速率；C项，适当加快搅拌速率，能提高烧渣浸取速率；D项，适当升高温度，能提高烧渣浸取速率；答案选ACD。

（3）步骤e为从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O，实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

（4）①酸性KMnO4溶液具有强氧化性，Fe2+具有还原性，所以Fe2+被酸性KMnO4溶液氧化成Fe3+，KMnO4被还原成Mn2+，反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。

②n（KMnO4）=0.1mol/L0.1L=0.01mol，则n（Fe2+）=5n（KMnO4）=0.05mol，铁元素的质量m=0.05mol56g/mol=2.8g，绿矾样品中铁元素的质量分数为100%。