题目内容
聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，广泛用于污水处理。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)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下所示：
(1)验证固体W焙烧后产生的气体中含有SO2的方法是
________________________________________________________________________。
(2)制备绿矾时，向溶液X中加入过量__________，充分反应后，经__________操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。
(3)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为________________________________________________________________________。
若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数________(填“偏大”或“偏小”)。
答案 (1)将产生的气体通入盛有品红溶液的小试管中，若品红溶液褪色，加热能恢复原色，证明气体中含有SO2
(2)铁屑 过滤
(3)取一小块pH试纸，放在干燥、洁净的表面皿(或玻璃片)上，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测溶液，滴到pH试纸上，然后与标准比色卡比较 偏小
解析 (1)利用SO2的漂白性来鉴别二氧化硫。
(2)溶液中有Fe3＋、Fe2＋，欲制绿矾，应把Fe3＋转化为Fe2＋，所以要加过量的铁屑。
(3)用pH试纸测定溶液的pH，为了测定的准确性，应选用干燥、洁净的装置。若pH偏小，酸性过强，则Fe3＋难以形成聚铁胶体，所以聚铁中铁的质量分数偏小。
)在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物( )
NaClO3溶液
KClO3晶体甲、乙两同学研究Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况。
| 步骤 | 操作 | 现象 |
| Ⅰ | 向2 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液 | 溶液由棕黄色变为红褐色，并有少量刺激性气味的气体逸出 |
(1)常温下，FeCl3溶液的pH________7(填“<”、“>”或“＝”)。
(2)分析红褐色产生的原因。
①甲同学认为步骤Ⅰ中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3，用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因：________________________________________________________________________。
②乙同学认为可能是发生了氧化还原反应，完成并配平其反应的离子方程式：
Fe3＋＋SO
＋________——Fe2＋＋________＋________
乙同学查阅资料得知：
ⅰ.Fe2＋与
反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3；
ⅱ.墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后，溶液呈红褐色。
(3)甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)3，设计并完成了如下实验：
| 步骤 | 操作 | 现象 |
| Ⅱ | 用激光笔照射步骤Ⅰ中的红褐色溶液 | 出现“丁达尔效应” |
甲同学因此得出结论：溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3。而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足，乙同学的理由是________________________________________________________________________。
(4)为进一步确认Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况，乙同学设计并完成了如下实验：
| 步骤 | 操作 | 现象 |
| Ⅲ | 向1 mol·L－1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2 | 溶液由黄色变为红褐色 |
| Ⅳ | 用激光笔照射步骤Ⅲ中的红褐色溶液 | 没有出现“丁达尔效应” |
①经检验步骤Ⅲ中红褐色溶液含有Fe2＋，检验Fe2＋选用的试剂是________(填字母)。
a．K3[Fe(CN)6]溶液
b．KSCN溶液
c．KMnO4溶液
②已知H2SO3是弱酸，请结合电离方程式说明步骤Ⅲ中出现红褐色的原因：________________________________________________________________________。
(5)结论：由上述实验得知，甲、乙两同学所持观点均正确。
目前流行的关于生命起源假设的理论认为，生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境，这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时，设计了下列实验。
【实验Ⅰ】 确定硫的质量：
按图连接装置，检查好装置的气密性后，在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质)，在试管 B中加入50 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热，发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后，将B中溶液转移至 250 mL 容量瓶，洗涤试管B后定容。取25.00 mL 该溶液用0.01 mol·L－1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的 KMnO4。记录数据如下：
| 滴定次数 | 待测溶液体积/mL | 草酸溶液体积/mL | |
| 滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
| 1 | 25.00 | 1.50 | 23.70 |
| 2 | 25.00 | 1.02 | 26.03 |
| 3 | 25.00 | 0.00 | 24.99 |
相关反应：①2MnO
＋2H2O＋5SO2===2Mn2＋＋5SO
＋4H＋
②2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
【实验Ⅱ】 确定铁的质量：
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中，充分搅拌后过滤，在滤液中加入足量的NaOH溶液，过滤后取滤渣，经充分灼烧得0.6 g固体。
试回答下列问题：
(1)判断滴定终点的方法是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试管C中品红溶液的作用是_____________________________________________。
有同学提出，撤去C装置对实验没有影响，你的看法是________(选填“同意”或“不同意”)，理由是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为________________________________________________________________________。
【问题探究】 滴定过程中，细心的同学发现该KMnO4溶液颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究速率加快的原因，该同学继续进行了下列实验，实验数据如下表：
| 编号 | 温度/℃ | 酸化的H2C2O4溶液/mL | KMnO4溶液/mL | 溶液褪色时间/s |
| 1 | 25 | 5.0 | 2.0 | 40 |
| 2 | 25 | 5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末) | 2.0 | 4 |
| 3 | 60 | 5.0 | 2.0 | 25 |
(4)分析上述数据，滴定过程中反应速率加快的一种可能原因是___________________
________________________________________________________________________。
