题目内容
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），过程如图1：
（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，所需仪器如图2．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）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，所需仪器如图2．装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→
（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量
（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
（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
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：制备聚铁和绿矾（FeSO4?7H2O）流程为：硫酸厂烧渣与硫酸、氧气反应，得到滤液X和不溶物（S、二氧化硅等）W；滤液X中进入铁粉生成硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液通过浓缩蒸发、冷却结晶得到绿矾；将滤液X通过调节pH获得溶液Z，在70～80℃条件下得到聚铁聚铁，最后得到聚铁，
（1）此题为二氧化硫的验证，利用其特殊性质漂白性来分析；
（2）根据实验目的连接仪器；A中铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（3）利用二价铁与三价铁之间的相互转化来分析；利用过滤装置分析使用的玻璃仪器；
（4）依据高锰酸钾溶液具有强氧化性分析滴定管使用；
（5）根据聚铁的化学式中铁与氢氧根离子的关系判断．
（1）此题为二氧化硫的验证，利用其特殊性质漂白性来分析；
（2）根据实验目的连接仪器；A中铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（3）利用二价铁与三价铁之间的相互转化来分析；利用过滤装置分析使用的玻璃仪器；
（4）依据高锰酸钾溶液具有强氧化性分析滴定管使用；
（5）根据聚铁的化学式中铁与氢氧根离子的关系判断．
解答：
解：制备聚铁和绿矾（FeSO4?7H2O）流程为：硫酸厂烧渣与硫酸、氧气反应，得到滤液X和不溶物（S、二氧化硅等）W；滤液X中进入铁粉生成硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液通过浓缩蒸发、冷却结晶得到绿矾；将滤液X通过调节pH获得溶液Z，在70～80℃条件下得到聚铁聚铁，最后得到聚铁，
（1）检验二氧化硫的一般方法是：将气体通入品红溶液中，如果品红褪色，加热后又恢复红色，证明有二氧化硫，
故答案为：将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色；
（2）收集二氧化硫应先干燥再收集，二氧化硫的密度比空气大，要从c口进气，最后进行尾气处理，所以按气流方向连接顺序为a→d→e→c→b→f；
装置A中铜与浓硫酸反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）═CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：d；e；c；b；Cu+2H2SO4（浓）═CuSO4+SO2↑+2H2O；
（3）因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液Y中含有Fe3+，故应先加入过量的铁粉，然后过滤，过滤操作使用的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：铁屑；烧杯、玻璃棒、漏斗；
（4）KMnO4标准溶液具有强氧化性，腐蚀橡胶管，滴定时需要选择酸式滴定管，故答案为：酸式；
（5）聚铁的化学式为Fe2（OH）n（SO4）3-0.5n，若溶液Z的pH偏小，则聚铁中生成的氢氧根的含量减少，据此计算的铁的含量减少，铁的质量分数偏小，
故答案为：偏小．
（1）检验二氧化硫的一般方法是：将气体通入品红溶液中，如果品红褪色，加热后又恢复红色，证明有二氧化硫，
故答案为：将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色；
（2）收集二氧化硫应先干燥再收集，二氧化硫的密度比空气大，要从c口进气，最后进行尾气处理，所以按气流方向连接顺序为a→d→e→c→b→f；
装置A中铜与浓硫酸反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）═CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：d；e；c；b；Cu+2H2SO4（浓）═CuSO4+SO2↑+2H2O；
（3）因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液Y中含有Fe3+，故应先加入过量的铁粉，然后过滤，过滤操作使用的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：铁屑；烧杯、玻璃棒、漏斗；
（4）KMnO4标准溶液具有强氧化性，腐蚀橡胶管，滴定时需要选择酸式滴定管，故答案为：酸式；
（5）聚铁的化学式为Fe2（OH）n（SO4）3-0.5n，若溶液Z的pH偏小，则聚铁中生成的氢氧根的含量减少，据此计算的铁的含量减少，铁的质量分数偏小，
故答案为：偏小．
点评：本题考查了化学物质的制备方案的设计，题目难度中等，明确制备原理及化学实验操作方法为解答关键，对学生来说高铁不是很熟悉，但是铁与亚铁之间的转化还是很容易实现的，起点高，落点低，是一道质量较好的题目．
练习册系列答案
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下列分类或归类正确的是（ ）
①铝热剂、纯净矿泉水、冰水混合物均为混合物
②NaOH、HD、IBr均为化合物
③明矾、烧碱、硫酸均为强电解质
④C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体
⑤碘酒、淀粉溶液、水雾、纳米材料均为胶体．
①铝热剂、纯净矿泉水、冰水混合物均为混合物
②NaOH、HD、IBr均为化合物
③明矾、烧碱、硫酸均为强电解质
④C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体
⑤碘酒、淀粉溶液、水雾、纳米材料均为胶体．
| A、①②③④⑤ | B、③④⑤ |
| C、②④⑤ | D、③④ |
在温度压强不变的情况下，已知N2O4?2NO2，2mol N2O4在密闭容器内分解成NO2，到达平衡时生成了0.6mol NO2，则平衡时气体的总物质的量是（ ）
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