Question

13．实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄•7H₂O），过程如图：

（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是ACD ；
A．品红溶液   　B．紫色石蕊溶液      C．酸性KMnO₄溶液　　　 D．溴水
（2）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式为：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
（3）过程③中，需加入的物质是Fe；
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒；
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的C （填选项序号）；
A．稀硫酸　　　 B．CaCO₃　　　 C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70一 80℃，目的是促进Fe³⁺的水解．

Answer 1

分析 硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄？7H₂O），烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气，FeS和稀硫酸反应然后和氧气反应生成Fe₂（SO₄）₃和S，铁的氧化物和稀硫酸、氧气反应生成Fe₂（SO₄）₃，SiO₂不反应，过滤后得到固体W（S和SiO₂等），灼烧固体W，S燃烧生成SO₂；滤液X中含有Fe₂（SO₄）₃和稀硫酸，溶液Y能得到绿矾，则Y溶质为FeSO₄，Fe₂（SO₄）₃和Fe反应生成FeSO₄，所以X生成Y时加入Fe粉；X调节溶液的pH得到溶液Z，加入70-80℃时得到聚铁胶体，从而得到聚铁；
（1）将过程②中的产生的气体是二氧化硫，二氧化硫具有漂白性和还原性；
（2）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应生成硫酸铁、S和水；
（3）过程③中，需加入的物质能还原铁离子且不能引进新的杂质；
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒；
（5）过程⑤调节pH，加入的物质应该能和氢离子反应提高溶液的pH；
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70一 80℃，升高温度促进铁离子水解．

解答 解：硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄？7H₂O），烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气，FeS和稀硫酸反应然后和氧气反应生成Fe₂（SO₄）₃和S，铁的氧化物和稀硫酸、氧气反应生成Fe₂（SO₄）₃，SiO₂不反应，过滤后得到固体W（S和SiO₂等），灼烧固体W，S燃烧生成SO₂；滤液X中含有Fe₂（SO₄）₃和稀硫酸，溶液Y能得到绿矾，则Y溶质为FeSO₄，Fe₂（SO₄）₃和Fe反应生成FeSO₄，所以X生成Y时加入Fe粉；X调节溶液的pH得到溶液Z，加入70-80℃时得到聚铁胶体，从而得到聚铁；
（1）将过程②中的产生的气体是二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色是因为二氧化硫的漂白性，能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色是因为二氧化硫的还原性，二氧化硫能使紫色石蕊溶液变红色，但不能漂白指示剂，所以二氧化硫能使溶液褪色的有ACD，故选ACD；
（2）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应生成硫酸铁、S和水，反应方程式为4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S，
故答案为：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
（3）过程③中，需加入的物质能还原铁离子且不能引进新的杂质，硫酸铁和Fe反应生成硫酸亚铁且不引进新的杂质，故答案为：Fe；
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒，
故答案为：蒸发皿、玻璃棒；
（5）过程⑤调节pH应使溶液碱性增强，有利于聚铁的生成，
A．加入硫酸能使溶液pH减小，故A错误；
B．加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙，会引入新的杂质，故B错误；
C．加入NaOH可使溶液碱性增强，生成的聚铁中不引入新的杂质，故C正确；
故答案为：C；
（6）过程⑥目的为促进的水解，加热有利于水解的进行，促进Fe³⁺的水解，故答案为：促进Fe³⁺的水解．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生实验操作、对元素化合物的掌握和运用，明确流程图中发生的反应及元素化合物性质是解本题关键，涉及盐类水解、氧化还原反应、仪器的选取、除杂等知识点，注意基础知识的掌握和归纳，题目难度不大．