题目内容
20．工业上常采用煅烧黄铁矿来制备SO2，同时产生烧渣．烧渣的主要成分是含铁的氧化物和二氧化硅等，利用烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁可以达到资源综合利用的目的．其工艺流程如图：
（1）检验“反应I”后的溶液中是否含有Fe3+的试剂是KSCN溶液．
（2）滤渣I的主要成分是SiO2．
（3）“操作III”中具体的方法依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤和洗涤．
（4）加入适量H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，氧化时需控制反应温度为50～60℃的原因是温度低，反应速率慢
温度高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加．
（5）生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合，聚合的化学方程式为mFe2（OH）n（SO4）${\;}_{（3-\frac{n}{2}）}$?[Fe2（OH）n（SO4）${\;}_{（3-\frac{n}{2}）}$]m请写出水解的化学方程式Fe2（SO4）3+nH2O?Fe2（OH）n（SO4Fe2（SO4）3+nH2O?Fe2（OH）n（SO4）（3-$\frac{n}{2}$）+$\frac{n}{2}$H2SO4）（3-$\frac{n}{2}$）+$\frac{n}{2}$H2SO4．
分析 硫铁矿烧渣（主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅），加硫酸加热酸溶，水浸，过滤出不溶于酸的二氧化硅，滤液中含有硫酸铁和硫酸亚铁，加废铁皮，Fe与三价铁离子反应生成亚铁离子，过滤去除多余的铁，滤液为硫酸亚铁溶液，然后蒸发浓缩、冷却结晶，得到硫酸亚铁晶体，晶体中加稀硫酸、双氧水得到聚合硫酸铁，
（1）铁离子的检验方法是遇到KSCN溶液会变红色；
（2）分析可知滤渣Ⅰ是二氧化硅；
（3）由溶液得到晶体FeSO4•7H2O，需蒸发浓缩、冷却结晶，过滤和洗涤；
（4）氧化时需控制反应温度为50～60℃的原因是温度过低反应速率小，温度过高过氧化氢会发生分解；
（5）硫酸铁水解生成Fe2（OH）n（SO4）（3-$\frac{n}{2}$）结合原子守恒配平书写水解化学方程式；
解答 解：硫铁矿烧渣（主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅），加硫酸加热酸溶，水浸，过滤出不溶于酸的二氧化硅，滤液中含有硫酸铁和硫酸亚铁，加废铁皮，Fe与三价铁离子反应生成亚铁离子，过滤去除多余的铁，滤液为硫酸亚铁溶液，然后蒸发浓缩、冷却结晶，得到硫酸亚铁晶体，晶体中加稀硫酸、双氧水得到聚合硫酸铁，
（1）检验“反应I”后的溶液中是否含有Fe3+的试剂是KSCN溶液，铁离子遇到KSCN溶液变血红色，怎么铁离子的存在，
故答案为：KSCN溶液；
（2）硫铁矿烧渣（主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅），加硫酸加热酸溶，水浸，过滤出不溶于酸的二氧化硅，滤渣I的主要成分是SiO2，
故答案为：SiO2；
（3）操作III”中是由溶液得到晶体FeSO4•7H2O，具体的方法依次为需蒸发浓缩、冷却结晶，过滤和洗涤，
故答案为：蒸发浓缩（或加热浓缩）； 冷却结晶；
（4）加入适量H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，氧化时需控制反应温度为50～60℃的原因是为了加快反应速率，防止过氧化氢分解，因为温度低，反应速率慢；温度高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加，
故答案为：温度低，反应速率慢；温度高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加；
（5）生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合，聚合的化学方程式为mFe2（OH）n（SO4）${\;}_{（3-\frac{n}{2}）}$?[Fe2（OH）n（SO4）${\;}_{（3-\frac{n}{2}）}$]m，水解的化学方程式为：Fe2（SO4）3+nH2O?Fe2（OH）n（SO4）（3-$\frac{n}{2}$）+$\frac{n}{2}$H2SO4，
故答案为：Fe2（SO4）3+nH2O?Fe2（OH）n（SO4）（3-$\frac{n}{2}$）+$\frac{n}{2}$H2SO4．
点评 本题考查制备实验方案的设计与评价，为高频考点和常见题型，题目难度中等，准确的分析流程、明确铁及其化合物的性质是解题的关键，侧重学生分析能力和创新能力的培养．
（1）如用图I装置制取氨气，锥形瓶中可选择的试剂是氢氧化钠固体（或浓氨水与碱石灰或浓氨水与生石灰）等．
（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ所示，把NH3和CO2通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中．当悬浮物较多时，停止制备．
注：CCl4与液体石蜡均为惰性介质．
①%2图I中滴加液体的仪器名称是分液漏斗，液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例（或通过观察气泡，控制NH3与CO2的反应速率），发生器用冰水冷却的原因是降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）．
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称），为了得到干燥产品，应采取的方法是b（填写选项序号）．
a．常压加热烘干 b．减压40℃以下烘干 c．高压加热烘干
（3）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种．
①设计方案，进行成分探究，请填写表中空格．
限选试剂：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba（OH）2溶液、AgNO3溶液、稀盐酸．
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1：取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解． | 得到无色溶液 |
| 步骤2：向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置． | 溶液变浑浊，则证明固体中含有（NH4）2CO3． |
| 步骤3：取步骤2的上层清液于试管中加入少量的Ba（OH）2溶液． | 溶液不变浑浊，则证明固体中不含有NH4HCO3． |
某学生为测定未知浓度的硫酸溶液，进行如下实验：用1.00mL待测硫酸溶液配制100mL稀H2SO4溶液；以0.14mol•L-1的NaOH溶液滴定上述稀H2SO4 25.00mL，滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL．
| A． | 用装置甲制取氯气 | |
| B． | 用装置乙氧化FeBr3溶液中的溴离子 | |
| C． | 用装置丙分液时先从下口放出水相，再从上口倒出有机相 | |
| D． | 用装置丁将分液后的水相蒸发至干，再灼烧制得无水FeCl3 |
| A． | 在该条件下，反应前后的压强之比为6：5.3 | |
| B． | 若反应开始时容器体积为2 L，则0～2 min内v（SO3）=0.35 mol/（L•min） | |
| C． | 在该条件下充入He气，各物质的反应速率都将增大 | |
| D． | 若反应改为“恒温恒容下”进行，放出Q kJ热量需要的时间将大于2 min |
| A． | 1mol/L Na2CO3溶液中的Na+ 数目为2NA | |
| B． | 标准状况下，11.2L CCl4所含分子数为0.5NA | |
| C． | 各5.6 g铁分别与足量的盐酸、氯气反应，电子转移总数均为0.2NA | |
| D． | 1 mol Na与足量O2反应生成Na2O或Na2O2均失去NA电子 |
| A． | AB2 | B． | A2B | C． | AB3 | D． | A3B |
| A． | 甲烷燃烧 | B． | 碳酸钙高温分解 | ||
| C． | 锌片与稀硫酸反应 | D． | 钠与冷水反应 |