题目内容
硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等）是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义．利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如图1：
已知相关几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示：
（1）煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为 ；实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精喷灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外，还有
（2）为了获得产品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，接着 ．（填具体操作过程）
（3）分离粗产品Ⅱ时承接滤液的烧杯中应加入少量 ，分离粗产品Ⅱ后的滤液冷却至室温后，进行减压抽滤，得粗产品Ⅲ．所用的装置如图3所示，若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是 ．
（4）若向（NH4）2SO4溶液中加入FeSO4溶液后可制得硫酸亚铁铵晶体，两溶液混合后，小火加热，在蒸发皿中蒸发浓缩至 （填现象），应立即停止加热，将溶液静置，冷却，结晶，抽滤，并用少量酒精洗涤晶体．其中最后一步用少量酒精洗涤晶体目的是 ．
（5）硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O]（俗称莫尔盐），较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液．现取0.400g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用60.0mL 0.100mol/L KMnO4溶液处理，发生反应如下：8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O 6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O 反应后煮沸溶液，赶尽SO2剩余的KMnO4恰好与V mL 0.500mol/L （NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．已知：MnO4-+Fe2++H+-Mn2++Fe3++H2O（未配平），求V的取值范围为 ．
已知相关几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示：
（1）煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为
（2）为了获得产品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，接着
（3）分离粗产品Ⅱ时承接滤液的烧杯中应加入少量
（4）若向（NH4）2SO4溶液中加入FeSO4溶液后可制得硫酸亚铁铵晶体，两溶液混合后，小火加热，在蒸发皿中蒸发浓缩至
（5）硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O]（俗称莫尔盐），较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液．现取0.400g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用60.0mL 0.100mol/L KMnO4溶液处理，发生反应如下：8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O 6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O 反应后煮沸溶液，赶尽SO2剩余的KMnO4恰好与V mL 0.500mol/L （NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．已知：MnO4-+Fe2++H+-Mn2++Fe3++H2O（未配平），求V的取值范围为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：
分析：利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程为：Fe2O3、Fe3O4、FeO与还原剂反应生成铁，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤后所以滤液中的主要溶质是硫酸亚铁；硫酸亚铁与碳酸氢铵反应得到碳酸亚铁和硫酸铵；碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁、二氧化碳；硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵，根据硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾，
（1）根据图示，碳酸亚铁煅烧生成氧化铁和二氧化碳气体；根据煅烧操作的方法写出使用的仪器名称；
（2）为了获得产品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，根据溶解度不同选用操作方法；
（3）分离粗产品Ⅱ时承接滤液的烧杯中应加入少量蒸馏水；若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是打开旋塞K；
（4）加入（NH4）2SO4固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热；根据硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇分析；
（5）采用极限法计算与固体混合物反应需要的高锰酸钾的物质的量，剩余的高锰酸钾与（NH4）2Fe（SO4）2溶液反应计算需要的（NH4）2Fe（SO4）2溶液的体积．
（1）根据图示，碳酸亚铁煅烧生成氧化铁和二氧化碳气体；根据煅烧操作的方法写出使用的仪器名称；
（2）为了获得产品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，根据溶解度不同选用操作方法；
（3）分离粗产品Ⅱ时承接滤液的烧杯中应加入少量蒸馏水；若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是打开旋塞K；
（4）加入（NH4）2SO4固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热；根据硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇分析；
（5）采用极限法计算与固体混合物反应需要的高锰酸钾的物质的量，剩余的高锰酸钾与（NH4）2Fe（SO4）2溶液反应计算需要的（NH4）2Fe（SO4）2溶液的体积．
解答：
解：Fe2O3、Fe3O4、FeO与还原剂反应生成铁，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤后所以滤液中的主要溶质是硫酸亚铁；硫酸亚铁与碳酸氢铵反应得到碳酸亚铁和硫酸铵；碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁、二氧化碳；硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵，根据硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾，
（1）碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁盒二氧化碳，反应的化学方程式为：4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2；
因实验室进行煅烧操作所需仪器有：酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒、坩埚、坩埚钳，还缺少的仪器为：坩埚、坩埚钳，
故答案为：4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2； 坩埚、坩埚钳；
（2）硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵；因硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾，
故答案为：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥；
（3）分离粗产品Ⅱ时承接滤液中含有氯化铵，先向烧杯中应加入少量蒸馏水，分离粗产品Ⅱ后的滤液冷却至室温后，进行减压抽滤，得粗产品Ⅲ；所用的装置如图3所示，若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施为：打开旋塞K，降低倒吸现象，
故答案为：蒸馏水；打开旋塞K；
（4）加入（NH4）2SO4固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体；由于硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，可以用乙醇洗去晶体表面的水，
故答案为：溶液表面出现晶膜为止；除去晶体表面附着的水分；
（5）高锰酸钾的物质的量为：0.060L×0.100mol/L=0.006mol，
假设固体混合物全部为Cu2S，需要高锰酸钾的物质的量为x，
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
8 5
x
x=0.004mol
剩余的高锰酸钾的物质的量为：0.006mol-0.004mol=0.002mol，
0.002mol高锰酸钾和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
1mol 5mol
0.002mol 1×10-3VL×0.5mol/L
解得：V=20，
假设固体混合物全部为CuS，需要高锰酸钾的物质的量为y，
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
6 5
y
y=0.005mol
剩余的高锰酸钾的物质的量为：0.006mol-0.005mol=0.001mol，
0.001mol高锰酸钾和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应，
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
1mol 5mol
0.001mol 1×10-3VL×0.5mol/L
解得：V=10，
则V的取值范围为：10＜V＜20，
故答案为：10＜V＜20．
（1）碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁盒二氧化碳，反应的化学方程式为：4FeCO3+O2
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因实验室进行煅烧操作所需仪器有：酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒、坩埚、坩埚钳，还缺少的仪器为：坩埚、坩埚钳，
故答案为：4FeCO3+O2
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（2）硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵；因硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾，
故答案为：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥；
（3）分离粗产品Ⅱ时承接滤液中含有氯化铵，先向烧杯中应加入少量蒸馏水，分离粗产品Ⅱ后的滤液冷却至室温后，进行减压抽滤，得粗产品Ⅲ；所用的装置如图3所示，若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施为：打开旋塞K，降低倒吸现象，
故答案为：蒸馏水；打开旋塞K；
（4）加入（NH4）2SO4固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体；由于硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，可以用乙醇洗去晶体表面的水，
故答案为：溶液表面出现晶膜为止；除去晶体表面附着的水分；
（5）高锰酸钾的物质的量为：0.060L×0.100mol/L=0.006mol，
假设固体混合物全部为Cu2S，需要高锰酸钾的物质的量为x，
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
8 5
x
| 0.4g |
| 160g/mol |
x=0.004mol
剩余的高锰酸钾的物质的量为：0.006mol-0.004mol=0.002mol，
0.002mol高锰酸钾和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
1mol 5mol
0.002mol 1×10-3VL×0.5mol/L
解得：V=20，
假设固体混合物全部为CuS，需要高锰酸钾的物质的量为y，
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
6 5
y
| 0.4g |
| 96g/mol |
y=0.005mol
剩余的高锰酸钾的物质的量为：0.006mol-0.005mol=0.001mol，
0.001mol高锰酸钾和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应，
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
1mol 5mol
0.001mol 1×10-3VL×0.5mol/L
解得：V=10，
则V的取值范围为：10＜V＜20，
故答案为：10＜V＜20．
点评：本题综合考查物质的分离、提纯以及制备，为高考常见题型，题目难度较大，试题侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握实验的目的和原理．
练习册系列答案
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下列各组溶液等体积混合后，所得溶液pH最大的是（ ）
| A、0.1mol?L-1NaHCO3溶液与0.1mol?L-1 NaOH溶液 |
| B、0.1mol?L-1NaHSO4溶液与0.1mol?L-1 Ba（OH）2溶液 |
| C、0.2mol?L-1氨水与0.1mol?L-1盐酸 |
| D、0.1mol?L-1氨水与0.1mol?L-1盐酸 |
用足量的锌粒和一定量的稀硫酸反应制备H2，向该稀硫酸中加入下列溶液，能使反应的速度减慢，又不影响生成H2的总量（同温同压下），该溶液一定不可能为（ ）
| A、K2CO3 |
| B、BaCl2 |
| C、CH3COONa |
| D、Na2SO4 |
下列电解质溶液用惰性电极进行电解时，一段时间后，溶液的pH增大的是（ ）
| A、稀碳酸钠溶液 | B、硫酸钠溶液 |
| C、稀硫酸 | D、硫酸铜溶液 |
下列选项中粒子浓度关系不正确的是（ ）
| A、Na2CO3溶液中：c（OH-）=c（HCO3-）+2c（H2CO3）+c（H+） |
| B、NaHCO3溶液中：c（Na+）=c（HCO3-）+c（CO32-）+c（H2CO3） |
| C、pH=2的盐酸溶液与pH=12的氨水混合所得溶液中：cc（H+）+（NH4+）=c（OH-）+c（Cl-） |
| D、等物质的量的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合所得溶液中：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（CH3COOH） |
