题目内容

查阅资料：CaO、MgO在高温下与C难反应，但能与SiO2反应．硫铁矿烧渣是一种工业废渣（含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质），该烧渣可用于制取氧化铁，具体化工生产工艺流程如下：
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（1）焙烧时产生的主要有害气体是
 
．
（2）为测定过滤所得滤液中Fe2+的含量，实验室中常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，写出该反应的离子方程式：
 
；实验中所用酸性高锰酸钾溶液浓度为0.10mol/L，滤液用
 
滴定管量取20.00ml，用酸性高锰酸钾溶液滴定到终点时消耗了标准的酸性高锰酸钾溶液12.04ml，滤液中c（Fe2+）=
 
．
（3）若在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是：
 
（用离子方程式表示）．
（4）根据下表数据：
氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2
开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
万全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于
 
，检验Fe3+已经除尽的试剂是
 
（除KSCN外）．
（5）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是
 
．
分析：（1）硫铁矿烧渣是一种工业废渣（含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质），依据流程分析，加入碳还原会和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，硫铁矿燃烧会生成二氧化硫；
（2）依据高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子，依据电荷 守恒，电子守恒，原子守恒配平书写离子方程式，滤液呈酸性需要用酸性滴定管取用，依据离子方程式计算得到滤液中亚铁离子物质的量得到亚铁离子的浓度；
（3）在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降的原因是亚铁离子在酸性溶液中被氧气氧化为铁离子；
（4）除去Fe3+和Al3+，依据图表中沉淀所需PH分析判断，检验铁离子除KSCN外，可以加入苯酚出现紫色证明铁离子的存在；
（5）将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，防止混入杂质，需要对沉淀继续洗涤干燥；
解答：解：（1）硫铁矿烧渣是一种工业废渣（含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质），依据流程分析，加入碳还原会和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，硫铁矿燃烧会生成二氧化硫，生成的污染性气体为一氧化碳和二氧化硫，
故答案为：CO、SO2；
（2）依据高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子，依据电荷 守恒，电子守恒，原子守恒配平书写离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，滤液呈酸性需要用酸性滴定管取用，依据离子方程式计算得到滤液中亚铁离子物质的量，
           MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，
            1       5
0.10mol/L×0.012.04l  n（Fe2+）
n（Fe2+）=0.00602mol
得到亚铁离子的浓度为
0.00602mol
0.02L
=0.0301mol/L，
故答案为：酸式，0.0301mol/L；
（3）在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降的原因是亚铁离子在酸性溶液中被氧气氧化为铁离子，反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
（4）除去Fe3+和Al3+，依据图表中沉淀所需PH分析，溶液PH小于7.11时，亚铁离子不沉淀，铁离子和铝离子完全沉淀，检验铁离子除KSCN外，可以加入苯酚出现紫色证明铁离子的存在，
故答案为：7.11，苯酚；
（5）将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，防止混入杂质，需要对沉淀继续洗涤干燥，
故答案为：洗涤或洗涤、干燥；
点评：本题考查了流程分析判断满屋子性质的分析和反应实验的现象和步骤是解题关键，滴定实验的掌握，除杂的分析应用是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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（2009?大连一模）细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”．其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O═2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：
Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4
Cu2S（辉铜矿）+2Fe2（SO4）2═2CuSO4+4FeSO4+S
（1）写出②反应的化学方程式：
4FeSO4+2H2SO4+O2
 硫杆菌 
.
 
2Fe2（SO4）3+2H2O
4FeSO4+2H2SO4+O2
 硫杆菌 
.
 
2Fe2（SO4）3+2H2O
．
（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
物质 Cu（OH）2 Fe（OH）2 Fe（OH）3
开始沉淀pH 6.0 7.5 1.4
沉淀完全pH 13 14 3.7
实验室有下列试剂可供选择A． H2O2   B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4   E．铁粉；
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是：
实验步骤 实验操作 实验操作的目的
步骤1
加入H2O2
加入H2O2
把二价铁氧化成三价
把二价铁氧化成三价
步骤2
加入适量氧化铜，调节pH到3.7
加入适量氧化铜，调节pH到3.7
保证三价铁完全沉淀
保证三价铁完全沉淀
步骤3
过滤
过滤
滤出氢氧化铁
滤出氢氧化铁
步骤4 洗涤
除去杂质
除去杂质
步骤5
向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉
向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉
 得到FeSO4溶液
（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数．该实验小组的方法是向m g混合物中加入足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g．已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4．某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式
144n
64m
×100%．该学生的计算是否正确：
不正确
不正确
，请说明理由
因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
．

细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”。其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O  2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：
Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2(SO­4)3+8H2O    15FeSO4+ 8H2SO4
Cu2S（辉铜矿）+2Fe­2(SO4)2    2CuSO4+4FeSO4+S
（1）写出②反应的化学方程式：                                            。
（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2

物质
Cu（OH）2
Fe（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
实验室有下列试剂可供选择A．H2O2    B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4  E．铁粉;   
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是：
实验步骤
实验操作
实验操作的目的
步骤1
 
 
步骤2
 
 
步骤3]
 
 
步骤4
洗涤
 
步骤5
 
得到FeSO­4溶液
（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数。该实验小组的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g。已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式。该学生的计算是否正确：               ，请说明理由                                                               。

铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe2O3·xH2 O，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FeZ 0。及少量的CaO, Mg0等)和黄铁矿粉

(主要成分为FeS2)制备铁黄的流程如下:

（1）操作I与操作II中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是_      、      

（2）试剂a最好选用_    (供选择使用的有:铝粉、空气、浓HNO3 );其作用是_            。

（3）上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于实验室制氨气的是_        _(填序号)。

（4）查阅资料知，在不同温度下Fe2 O3被CO还原，产物可能为Fe3 O4  、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如右图所示。根据图象推断670℃时Fe2 O3还原产物的化学式为M，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分(依次填写每步操作中所加试剂的化学式、现象和结论)。仪器自选。可供选择的试剂:稀H2SO4、稀盐酸、H2 O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

加入试剂

现象

结论

 

 

则还原产物为     

 

 

 

 

 

 

细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”。其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O   2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：

Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2(SO­4)3+8H2O     15FeSO4+ 8H2SO4

Cu2S（辉铜矿）+2Fe­2(SO4)2     2CuSO4+4FeSO4+S

（1）写出②反应的化学方程式：                                             。

（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2

物质

Cu（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

开始沉淀pH

6.0

7.5

1.4

沉淀完全pH

13

14

3.7

实验室有下列试剂可供选择A． H2O2    B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4   E．铁粉;   

实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是：

实验步骤

实验操作

实验操作的目的

步骤1

 

 

步骤2

 

 

步骤3]

 

 

步骤4

洗涤

 

步骤5

 

得到FeSO­4溶液

（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数。该实验小组的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g。已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式。该学生的计算是否正确：                ，请说明理由                                                                。

 
细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”．其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O═2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：
Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4
Cu2S（辉铜矿）+2Fe2（SO4）2═2CuSO4+4FeSO4+S
（1）写出②反应的化学方程式：    ．
（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
物质Cu（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
开始沉淀pH6.07.51.4
沉淀完全pH13143.7
实验室有下列试剂可供选择A． H2O2   B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4   E．铁粉；
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实验步骤实验操作实验操作的目的
步骤1       
步骤2       
步骤3       
步骤4洗涤   
步骤5    得到FeSO4溶液
（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数．该实验小组的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g．已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4．某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式．该学生的计算是否正确：    ，请说明理由    ．

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