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),主要工艺流程如下。

(1)将过程②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.紫色石蕊试液
C.酸性KMnO4溶液         D.溴水
(2)过程①中,FeS、O2和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,蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外,还需要             。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的    (填序号)。
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 0 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的BaCl2溶液;③过滤、洗涤、干燥,称重得固体质量为3.495 0 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为    。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
(1)ACD
(2)4FeS+3O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2O+4S
(3)Fe
(4)蒸发皿、玻璃棒
(5)C
(6)促进Fe3+的水解
(7)31.1%
SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,SO2有还原性,能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化,而使它们褪色。溶液X为Fe2(SO4)3,需加入还原剂将Fe3+还原为Fe2+,又不带入杂质离子,故需加入铁粉。过程⑤中需将酸消耗而调高pH,而CaCO3跟硫酸反应会生成微溶于水的CaSO4而阻止反应的继续进行。由聚铁的化学式可知:n(Fe3+)=n(S)=
n(BaSO4)=="0.015" mol,所以聚铁样品中铁元素的质量分数=×100%≈31.1%。
练习册系列答案
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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。
某化学小组用下列装置对铁及其化合物的性质进行探究,回答有关问题:
(1)该小组同学想制得氢氧化亚铁并保存较长时间,按如图(a)所示装置对其进行操作。

①某同学的操作是:先夹紧止水夹K,再使A管开始反应,实验中在B管中观察到的现象是                                                                       
                                                                       。
②为达到实验目的,正确的操作是                                                                       。
B管中发生反应的离子方程式是                                                                       。
(2)当上述装置的实验结束后,取A管内反应所得的溶液,隔绝空气小心蒸干后得到FeSO4,再高温煅烧(有关装置和操作均已略去),最后留下红棕色固体,将分解时产生的气体按图(b)所示装置依次通过洗气装置,结果试管甲内出现白色沉淀,试管乙内品红溶液红色褪去,回答:
①用方程式表示试管甲产生白色沉淀的原因                                                                       
                 。
②为验证红棕色固体成分,可进行如下操作                                                                       
                                                                       。
③图(b)中丙装置的作用是               。
④根据实验现象写出A管内溶液蒸干后,在高温煅烧分解时所发生反应的化学方程式                                     。

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