Question

16．铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe₂O₃•xH₂O，广泛用于涂料、橡胶、塑料文教用品等工业．实验室模拟工业利用硫酸渣（含Fe₂O₃及少量的CaO、MgO等）和黄铁矿粉（主要成分为FeS₂）制备铁黄的流程如下：（已知：FeS₂+H₂SO₄（稀）═FeSO₄+H₂S↑+S↓）

（1）操作Ⅰ中为了提高硫酸渣的溶解速度，可采取的措施有提高反应温度，粉碎硫酸渣增大接触面积（任写两种）．
（2）滤液X中加入黄铁矿粉后，发生的还原反应离子方程式为2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；
（3）操作Ⅱ中除用到玻璃棒外，还需要的玻璃仪器是烧杯、普通漏斗；
（4）在溶液Y中通入空气的目的是做氧化剂，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；通入NH₃发生的离子反应为Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（5）验证滤渣Z灼烧的尾气中含有SO₂的方法将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原来的颜色；
（6）为了测定制备铁黄中结晶水的含量，进行下列实验．

用分析天平准确称量m₁g样品置于坩埚中加热、冷却；经过重复操作，当样品质量恒重时，测得质量为m₂g，用算式表示出铁黄中结晶水的个数x=$\frac{80{m}_{2}}{9（{m}_{1}{-m}_{2}）}$．
（7）拟用酸性高锰酸钾标准溶液滴定某亚铁盐溶液中Fe²⁺离子的浓度，请写出该反应的离子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，并叙述滴定终点的判断方法当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液变成浅紫色，且半分钟不恢复原色．

Answer 1

分析 硫酸渣中含Fe₂O₃、CaO、MgO等，用稀硫酸溶解，过滤除去不溶物，再加FeS₂发生反应FeS₂+H₂SO₄（稀）═FeSO₄+H₂S↑+S↓，H₂S可以将Fe³⁺还原为Fe²⁺，过滤分离，滤渣含有S、FeS₂等，滤液中含有Fe²⁺，通入空气氧化将将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，氨气反应得到Fe（OH）₃，过滤分离，烘干得到铁黄，液E中含有硫酸铵等．
（1）增大接触面积，升高温度等都可提高硫酸渣的溶解速度；
（2）H₂S可以将Fe³⁺还原为Fe²⁺，同时生成S；
（3）操作Ⅱ是过滤，用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（4）在溶液Y中通入空气将亚铁离子氧化为铁离子，通入NH₃后，铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀；
（5）利用品红溶液检验尾气中含有SO₂；
（6）质量减轻为结晶水的质量，结合化学式Fe₂O₃•xH₂O计算铁黄中结晶水数目；
（7）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺，高锰酸根被还原为Mn²⁺，当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液变成浅紫色，且半分钟不恢复原色．

解答 解：硫酸渣中含Fe₂O₃、CaO、MgO等，用稀硫酸溶解，过滤除去不溶物，再加FeS₂发生反应FeS₂+H₂SO₄（稀）═FeSO₄+H₂S↑+S↓，H₂S可以将Fe³⁺还原为Fe²⁺，过滤分离，滤渣含有S、FeS₂等，滤液中含有Fe²⁺，通入空气氧化将将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，氨气反应得到Fe（OH）₃，过滤分离，烘干得到铁黄，液E中含有硫酸铵等．
（1）适当增加稀硫酸浓度、提高反应温度、粉碎硫酸渣增大接触面积等，都可提高硫酸渣的溶解速度；
故答案为：提高反应温度、粉碎硫酸渣增大接触面积；
（2）H₂S可以将Fe³⁺还原为Fe²⁺，同时生成S，反应离子方程式为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；
（3）操作Ⅱ是过滤，除用到玻璃棒外，还需要的玻璃仪器是：烧杯、普通漏斗，
故答案为：烧杯、普通漏斗；
（4）在溶液Y中通入空气的目的是：做氧化剂，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，通入NH₃发生的离子反应为：Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：做氧化剂，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）验证滤渣Z灼烧的尾气中含有SO₂的方法：将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原来的颜色，
故答案为：将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原来的颜色；
（6）结晶水的质量为（m₁-m₂）g，则$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{2}}$=$\frac{160}{18x}$，解得x=$\frac{80{m}_{2}}{9（{m}_{1}{-m}_{2}）}$，
故答案为：$\frac{80{m}_{2}}{9（{m}_{1}{-m}_{2}）}$；
（7）用酸性高锰酸钾标准溶液滴定某亚铁盐溶液中Fe²⁺离子的浓度，该反应的离子方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，滴定终点的判断方法为：当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液变成浅紫色，且半分钟不恢复原色，
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液变成浅紫色，且半分钟不恢复原色．

点评 本题考查物质制备实验，涉及物质分离和提纯、基本实验操作、滴定实验及计算等知识点，侧重分析与实验能力的考查，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．