题目内容

8．实验室里用硫酸厂烧渣（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＞，其过程如图：

（1）过程①中，FeS和02、H2S04反应的化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S．
（2）过程②中产生的尾气会对大气造成污染，可选用下列试剂中的c吸收．
a．浓H2SO4 b．蒸馏水   c．NaOH溶液    d．浓硝酸
（3）过程③中，需要加人的物质名称是Fe（或铁）．
（4）过程④的实验操作是蒸发结晶
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70〜800C，目的是促进Fe3+的水解．
（6）实验室为测定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 样品2.700g；②将样品溶于足量盐酸后，加人足量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得 固体质量为3.495g．若该聚铁主要成分为[Fe（0H）S04]，则该聚铁中铁元素的质量分数为31.11%．

分析 烧渣中加入稀硫酸、同时通入氧气，过滤后，得到固体W中含有S、SiO2，再灼烧后尾气中含有二氧化硫，溶液X含有Fe2（SO4）3及未反应的硫酸，溶液X中加入Fe粉，反应完毕，过滤得到溶液Y为FeSO4溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等得到绿矾．溶液X调节pH得到溶液Z，加热促进Fe3+的水解得到聚铁胶体，再经过胶体聚沉得到聚铁，
（1）过程①FeS和O2、H2SO4反应生成硫酸铁，水和硫；
（2）尾气中含有二氧化硫，需要用NaOH溶液吸收；
（3）溶液X中含有Fe3+，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2+；
（4）过程④是溶液中得到溶质晶体可以通过蒸发结晶得到；
（5）过程⑥目的为促进的水解，加热有利于水解的进行；
（6）步骤③中得到3.495g固体为BaSO4沉淀，根据n=$\frac{m}{M}$计算BaSO4的物质的量，根据硫酸根守恒，可以计算聚铁中硫酸根的物质的量，结合聚铁中Fe与硫酸根比例关系计算Fe的物质的量，再根据m=nM计算铁元素质量，进而计算铁元素质量分数．

解答 解：烧渣中加入稀硫酸、同时通入氧气，过滤后，得到固体W中含有S、SiO2，再灼烧后尾气中含有二氧化硫，溶液X含有Fe2（SO4）3及未反应的硫酸，溶液X中加入Fe粉，反应完毕，过滤得到溶液Y为FeSO4溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等得到绿矾．溶液X调节pH得到溶液Z，加热促进Fe3+的水解得到聚铁胶体，再经过胶体聚沉得到聚铁，
（1）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；
（2）尾气中含有二氧化硫，需要用NaOH溶液吸收，故选c；
（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）过程④是溶液中得到溶质晶体可以通过蒸发结晶得到，故答案为：蒸发结晶；
（5）过程⑥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：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）=$\frac{3.495g}{233g/mol}$=0.015mol，
则n（Fe3+）=n（SO42-）=0.015mol，
m（Fe）=0.015mol×56g/mol=0.84g，
ω（Fe）=$\frac{0.84g}{2.7g}$×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．

练习册系列答案
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20．下列物质的性质变化的比较，不正确的是（　　）
A．原子半径大小：Na＞S＞OB．酸性强弱：HClO4＞HBrO4＞HIO4
C．碱性强弱：Ba（OH）2＞Sr（OH）2＞Ca（OH）2D．非金属性强弱：Cl＞Se＞Br
1．常温下，四个容积为20L的容积中分别装有质量相同的下列气体，产生的压强最大的是（　　）
A．Cl2B．HClC．SO2D．CO2
18．中和5mL某H2SO4溶液，用去0.5mol/L NaOH溶液25mL，求该H2SO4溶液的浓度．
3．硫酸亚铁铵[（NH）2SO4．FeSO4.6H2O]，又名莫尔盐，是分析化学中常见的还原剂．某化学研究小组设计如下实验方案来制备莫尔盐并做相应的分析．

请完成下列问题：
（1）操作Ⅰ主要包括除油污、除杂、过滤、烘干等过程．下列所给试剂中，除油污最好的是C（填序号）．
A．H2O B.3mol/L H2SO4 C．热的10%的Na2CO3 溶液 D．四氯化碳：
（2）操作Ⅱ所用到玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒；漏斗．
（3）确定锌镀层基本被除去的标志是反应速率突然减小（或铁片表面生成的气泡突然减少）．（用文字表述）
（4）用无水乙醇洗涤潮湿的硫酸亚铁铵晶体是为了除去晶体表面残留的水分，不用加热烘 干的方法除残留水分的原因是避免加热过程中晶体受热分解失去结晶水或被空气氧化
（5）为了证明（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O（硫酸亚铁铵晶体）的成分中含有NH${\;}_{4}^{+}$、Fe2+、SO${\;}_{4}^{2-}$、和H2O，下列实验叙述中不正确的是D．
A．取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管中，加热，试管口有液体生成，则可证明晶体的成分中 含有结晶水
B．硫酸亚铁铵晶体溶于水，得浅绿色溶液，滴入2滴KSCN溶液，溶液不红色，再滴入 几滴新制氯水，溶液变为血红色，则可证明晶体的成分中含有Fe2+
C．硫酸亚铁鞍晶体溶于水，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀 生成，则可证明晶体的成分中含有SO${\;}_{4}^{2-}$、
D．取少量硫酸亚铁铵晶体放人试管，加浓NaOH溶液，加热，试管口放置的湿润的蓝色石 蕊试纸变红，则可证明晶体的成分中含有NH${\;}_{4}^{+}$
（6）该流程图中的A物质为CuSO4，它可以发生多种反应．如在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热条件下能生成CuCl沉淀，其离子方程式是2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO42-+2H+
（7）为了测定莫尔盐产品中Fe2+的含量，一般采用在酸性条件下根据反应5Fe2++MnO${\;}_{4}^{-}$+8H═Mn2++5Fe3++4H2O，用KMnO4标准液滴定的方法：称取4.000g 莫尔盐样品，溶于水，并加入适量稀硫酸，用0.2000mol/L KMnO4溶液滴定．当溶液中Fe2+ 全部被氧化时，恰好消耗KMnO4溶液10.00 mL，则产品中Fe2+的质量分数为14%．
13．A物质存在如下转化过程：

经测定Mr（A）=58．
已知2HCHO+NaOH$\stackrel{OH-}{→}$CH3OH+HCOONa，试根据以上内容完成下列问题：
（1）A的结构简式为OHCCHO．
（2）对于HOCH2COOH的说法正确的是AC；
A．能与NaHCO3反应，并能使NaOH酚酞溶液褪色
B．能发生消去反应
C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1mol该物质与足量金属钠反应产生11.2L气体（标准状况下）
（3）写出反应③的化学方程式2HOCH2COOH$→_{△}^{浓硫酸}$+2H2O；
（4）C的结构简式为；
（5）以CH2=CH2为原料合成A，请设计合成路线（无机试剂及溶剂任选）．
已知：R-Cl$→_{△}^{OH-/H_{2}O}$R-OH
注：合成路线的书写格式参照如下示例流程图
CH2=CH2$→_{催化剂/△}^{H_{2}O}$CH3CH2OH$→_{Cu/△}^{O_{2}}$CH3CHO．
20．“化学可以增大地球的土地产粮面积”；以石油产品乙烯为起始原料进行合成高分子化合物F和G，合成路线如图所示：

已知：E的分子式为C4H6O2，F的分子式为（C4H6O2）n（俗名“乳胶”的主要成分），G的分子式为（C2H4O）n（可用于制化学浆糊），2CH2=CH2+2CH3COOH+O2 $\stackrel{催化剂}{→}$2C4H6O22醋酸乙烯酯）+2H2O又知：与结构相似的有机物不稳定，发生分子重排生成
请回答下列问题：
（1）写出结构简式：DCH3COOH，F．
（2）反应①、②的反应类型加成反应、水解反应．
（3）写出下列有关反应的化学方程式．
A-→BCH2ClCH2Cl+H2O $\stackrel{△}{→}$CH2ClCH2-OH+HCl
B-→CClCH2CH2OH+NaOH$→_{△}^{氢氧化钠醇溶液}$CH3CHO+NaCl+H2O．
17．如图是某学生绘制的实验室蒸馏石油的装置图：

（1）实验室分馏石油的正确操作顺序是EFDACBG
A．连接接液管  B．装入碎瓷片（沸石）和石油，塞上带温度计的塞子  C．检查装置气密性
D．连接冷凝管及进出水管  E．在铁架台上放酒精灯，固定好铁圈，放上石棉网  F．固定好蒸馏烧瓶，调节好温度计的位置  G．加热
（2）装置图中有两处错误，它们分别是：
①温度计水银球插入溶液；
②插入溶液．
18．下列化学用语表达错误的是（　　）
A．NH3的电子式：
B．氯离子的结构示意图：
C．CS2的结构式：S=C=S
D．原子核内有10个中子的氧原子：${\;}_{8}^{18}$O

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