Question

实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄?7H₂O），过程如下：

（1）将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是

 

（填编号）；
A．品红溶液           　B．紫色石蕊溶液        C．酸性KMnO₄溶液     D．溴水
（2）在①中已知FeS中铁元素生成Fe³⁺，写出FeS、O₂、H₂SO₄反应的方程式

 

；
（3）在③中，需加入的物质是

 

；
（4）在④中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有

 

；
（5）在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的是

 

；
（6）为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验（假设杂质中不含铁元素和硫元素）：称取2.700g样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的BaCl₂；过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为3.495g．若该聚铁主要成分为[Fe（OH）（SO₄）]_n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数 Mr（BaSO₄）=233Mr（Fe）=56．（写出计算过程，结果保留4位有效数字）

Answer 1

考点：副产品的综合利用,二氧化硫的化学性质,含硫物质的性质及综合应用

专题：氧族元素

分析：（1）过程②产生的气体为SO₂，具有还原性和漂白性；
（2）根据反应物和生成物的种类结合质量守恒书写化学方程式；
（3）溶液X中含有Fe³⁺，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe²⁺；
（4）蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、蒸发皿、玻璃棒等仪器；
（5）在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的为促进的水解，加热有利于水解的进行；
（6）根据n（Fe³⁺）=n（SO₄^2-）计算．

解答： 解：（1）过程②产生的气体为SO₂，具有还原性和漂白性，因具有漂白性而使品红褪色，因具有还原性而使具有氧化性的酸性KMnO₄溶液、溴水褪色，只有紫色石蕊试液不会褪色．
故答案为：B；
（2）反应物为FeS、O₂和H₂SO₄，生成物有S，根据质量守恒还应有Fe₂（SO₄）₃和H₂O，反应的化学方程式为4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S，
故答案为：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S； 
（3）溶液X中含有Fe³⁺，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe²⁺，加入铁可生成Fe²⁺，并且不引入新的杂质，
故答案为：Fe（或铁）；
（4）蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、蒸发皿、玻璃棒等仪器，可能还需要泥三角，
故答案为：蒸发皿、玻璃棒；                       
（5）在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的为促进的水解，加热有利于水解的进行，促进Fe³⁺的水解，
故答案为：升高温度促进Fe³⁺的水解；                      
（6）过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g，应为BaSO₄沉淀，
n（BaSO₄）=

3.495g

233g/mol

=0.015mol，
则n（Fe³⁺）=n（SO₄^2-）=0.015mol，
m（Fe）=0.015mol×56g/mol=0.84g，
ω（Fe）=

0.84g

2.7g

×100%=31.11%，
故答案为：31.11%．

点评：本题考查较为综合，涉及物质含量的测定、制备实验方案的设计等知识，题目难度较大，注意常见化学实验操作方法．