题目内容

(16分)聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理。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)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:

(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是 ________________。

(2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下图。装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→________→________→________→________→f。装置A中发生反应的化学方程式为___________________。

(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量________,充分反应后, 经过滤操作得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。 过滤所需的玻璃仪器有________________。

(4)欲测定溶液Y中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制KMnO4标准溶液,用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。

(5)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数。若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

 

(1)将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热恢复原色(3分)

(2)d→e→c→b (2分) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(3分)

(3)铁屑(1分) 烧杯、漏斗、玻璃棒 (3分)

(4)酸式(2分)

(5)偏小(2分)

【解析】

试题分析:(1)二氧化硫可使品红溶液褪色,加热又恢复红色,所以用品红溶液检验二氧化硫的存在,具体操作为将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热恢复原色;

(2)二氧化硫的密度大于空气,所以用向上排空气法收集,则B瓶是二氧化硫的收集装置,用浓硫酸干燥二氧化硫,所以C瓶是洗气装置。则a接d,e接c,b接f;装置A中发生的是Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;

(3)溶液X主要含有硫酸铁,绿矾是 FeSO4·7H2O,所以向X中加入过量的铁粉,与硫酸铁反应生成Y硫酸亚铁;硫酸亚铁溶液经过浓缩、结晶得绿矾晶体,过滤操作需要的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;

(4)高锰酸钾的氧化性强,易腐蚀碱式滴定管的胶管,所以选择酸式滴定管;

(5)由聚铁的化学式可知,聚铁是硫酸铁发生水解而得到的产物,铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子,若pH偏小,则氢离子浓度偏大,则不利于水解的进行,生成的氢氧化铁较少,则聚铁较少,导致聚铁中铁的质量分数偏小。

考点:考查二氧化硫的化学性质、检验、收集方法,对流程的分析,实验的误差分析,过滤仪器的选择

 

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