Question

某赤铁矿样品中含有少量Al₂O₃，SiO₂等杂质，利用该矿石样品制取绿矾，其生产流程图如图所示：
请回答：
（1）写出下列物质主要成分的化学式，沉淀B

 

，绿矾

 

．
（2）加入的试剂c应过量，目的是

 

（3）操作Ⅰ、Ⅱ都需要的玻璃仪器有

 

、

 

、

 

．
（4）写出赤铁矿+试剂a反应的离子方程式：

 

（5）检验溶液C中金属阳离子的方法是

 

．
（6）向溶液D中滴加NaOH溶液，现象是

 

，涉及到的化学反应方程式有

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：某赤铁矿样品中含有少量Al₂O₃，SiO₂等杂质，利用该矿石样品制取绿矾，应首先除去Al₂O₃，SiO₂等杂质，其中Al₂O₃为两性氧化物，SiO₂可与氢氧化钠反应，由沉淀B制备绿矾的流程可知加入试剂a除去SiO₂，则a为NaOH溶液，溶液A中含有NaAlO₂、Na₂SiO₃等，沉淀B中主要含有Fe₂O₃，操作Ⅰ为过滤，然后在B中加入足量稀硫酸，过滤除去杂质，溶液C为Fe₂（SO₄）₃，加入还原剂Fe，可得到FeSO₄溶液，经蒸发、浓缩、冷却结晶得到绿矾，以此解答该题．

解答： 解：某赤铁矿样品中含有少量Al₂O₃，SiO₂等杂质，利用该矿石样品制取绿矾，应首先除去Al₂O₃，SiO₂等杂质，其中Al₂O₃为两性氧化物，SiO₂可与氢氧化钠反应，由沉淀B制备绿矾的流程可知加入试剂a除去SiO₂，则a为NaOH溶液，溶液A中含有NaAlO₂、Na₂SiO₃等，沉淀B中主要含有Fe₂O₃，操作Ⅰ为过滤，然后在B中加入足量稀硫酸，过滤除去杂质，溶液C为Fe₂（SO₄）₃，加入还原剂Fe，可得到FeSO₄溶液，经蒸发、浓缩、冷却结晶得到绿矾，
（1）由以上分析可知B的主要成分为Fe₂O₃，绿矾为FeSO₄?7H₂O，故答案为：Fe₂O₃；FeSO₄?7H₂O；
（2）试剂c为还原剂Fe，可与Fe₂（SO₄）₃发生氧化还原反应得到FeSO₄溶液，故答案为：使Fe₂（SO₄）₃充分被还原生成FeSO₄；
（3）操作Ⅰ、Ⅱ为过滤操作，需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等，故答案为：漏斗；烧杯；玻璃棒；
（4）赤铁矿+试剂a的反应为氢氧化钠和二氧化硅的反应，离子方程式SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，故答案为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（5）C为Fe₂（SO₄）₃，含有的阳离子为Fe³⁺，与KSCN反应，溶液变为红色，可用KSCN检验，做法为取溶液C少许于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色（或红色），则证明待测液中金属阳离子为Fe³⁺，
故答案为：取溶液C少许于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色（或红色），则证明待测液中金属阳离子为Fe³⁺；
（6）D为FeSO₄溶液，滴加NaOH溶液，首先发生FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄，Fe（OH）₂不稳定，易被氧化生成Fe（OH）₃，发生4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，可观察到先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色，
故答案为：生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色；FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃．

点评：本题以实验流程形式考查铝、硅、铁的化合物的性质、常用化学用语的书写、物质的分离提纯等，为高考常见题型，侧重学生的分析能力和实验能力的考查，难度中等，清楚工艺流程原理是解题的关键，是对知识迁移的综合运用．