题目内容
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（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，溶液会褪色的是________。
A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液
C．酸性KMnO4溶液 D．溴水
（2）过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为_____________________________。
（3）过程③中，需加入的物质是________。
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架、泥三角，还需要的仪器有________________。
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________（填选项序号）。
A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70～80 ℃，目的是______________________。
（7）实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。
①用分析天平称取2．700 g样品；
②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；
（1）ACD
（2）4FeS＋3O2＋6H2SO4=2Fe2（SO4）3＋6H2O＋4S
（3）Fe（或铁） （4）蒸发皿、玻璃棒 （5）B
（6）促进Fe3＋的水解
（7）31．1%
解析
日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下：
一些氢氧化物沉淀的pH如下表：
| 沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 |
| 开始沉淀pH(离子初始浓度0.01 mol/L) | 4 | 2.3 | 10.4 |
| 完全沉淀pH(离子浓度<10－5 mol/L) | 5.2 | 4.1 | 12.4 |
(1)加入盐酸时，氧化铝发生反应的离子方程式为________________。
(2)实验室进行步骤②③④的操作名称为________。
(3)固体A的化学式为________，物质C的化学式为________；溶液中的Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步骤________中分离出去的。
(4)步骤③调节pH的数值范围为________，步骤④调节pH的数值范围为________。
(5)步骤⑥反应的化学方程式为________。
柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备：
FeSO4＋Na2CO3=FeCO3＋Na2SO4
FeCO3＋C6H8O7=FeC6H6O7＋CO2＋H2O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
| 金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
| Fe3＋ | 1.1 | 3.2 |
| Al3＋ | 3.0 | 5.0 |
| Fe2＋ | 5.8 | 8.8 |
(1)制备FeCO3时，选用的加料方式是________(填字母)，原因是_________________________________
a．将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c．将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_______________________________。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。
①铁粉的作用是_____________________。
②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是________________________________。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是__________________。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，________，得到FeSO4溶液，________，得到FeSO4·7H2O晶体。
Fe2++Cr3+
某研究小组将一批废弃的线路板经浓硝酸和稀硫酸处理后得到一混合溶液,其中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等金属离子,并设计了以下两种流程以分别制取CuSO4·5H2O晶体和AlCl3
溶液:
已知:相关金属离子开始沉淀至完全沉淀时的pH范围为:
| 离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Cu2+ |
| pH范围 | 2.2～3.2 | 5.5～9.0 | 4.1～5.0 | 5.3～6.6 |
(1)加入H2O2的作用是 ,欲使制取的CuSO4·5H2O晶体较为纯净,pH至少应调至 。
(2)写出H2O2与Fe2+反应的离子方程式: 。
(3)流程②中加入适量Al粉起的作用是 。
(4)根据你所学的化学知识,由AlCl3溶液(不添加其他化学试剂)能否制得无水AlCl3 (填“能”或“不能”),原因是 。
(5)取体积为V(L)的酸浸液,向其中滴加a mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与所加的NaOH溶液的体积(L)关系如图。请用V1、V2、V3表示所取的酸浸液中n(Fe3+)∶n(Al3+)= 。
以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O2
4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下:
回答下列问题:
(1)下列物质中可以用于上述流程中调节溶液pH的是 (填序号)。
| A．Cu； | B．Cu2(OH)2CO3； | C．H2SO4； | D．Fe；E.CuO |
(3)写出反应Ⅰ的化学方程式: 。
(4)试剂a为 。
(5)欲从溶液中获得绿矾晶体,分离操作Ⅰ应为 (写操作名称)。
(6)生产过程中,除了试剂a、H2O可以循环使用外,还可循环使用的物质有 (写化学式)。
