實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4·7H2O),過程如下:
(1)將過程②中的產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中,溶液會褪色的是__________;
A.品紅溶液??????? B.紫色石蕊溶液????? C.酸性KMnO4溶液???? D.溴水
(2)過程①中,FeS和O2、H2SO4反應的化學方程式為:___________________________________。
(3)過程③中,需加入的物質(zhì)是___________________________。
(4)過程④中,蒸發(fā)結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角,還需要的儀器有_______________。
(5)過程⑤調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的___________ (填選項序號);
A.稀硫酸??????? B.CaCO3?????? C.NaOH溶液
(6)過程⑥中,將溶液Z加熱到70一80℃,目的是_____________________。
(7)實驗室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù),進行下列實驗。①用分析天平稱取2.70g樣品;②將樣品溶于足量的鹽酸后,加入過量的氯化鋇溶液;③過濾、洗滌、干燥,稱量,得固體質(zhì)量為3.495g。若該聚鐵主要成分為[(Fe(OH)(SO4)]n,則該聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為___________。(假設雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素)。
(1)ACD (2)4FeS + 3O2 + 6H2SO4 = 2Fe2(SO4)3 + 6H2O+4S (3)Fe(或鐵)
(4)蒸發(fā)皿、玻璃棒 (5)C? (6)促進Fe3+的水解 (7)31.11%
【解析】
試題分析:(1)固體W中含有S在灼燒時會產(chǎn)生SO2氣體。A.把SO2通入品紅溶液 SO2有漂白性,能使品花溶液褪色。正確。B.SO2的水溶液顯酸性,紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色。錯誤。C.SO2有還原性,能被酸性KMnO4溶液氧化為硫酸,KMnO4則被還原為無色的MnSO4 .正確。 D.SO2有還原性,能被溴水氧化為硫酸,溴水被還原為無色的HBr。正確。因此選項為ACD。(2)根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒定律可得出過程①中,FeS和O2、H2SO4反應的化學方程式為:4FeS+3O2+ 6H2SO4 = 2Fe2(SO4)3 +6H2O + 4S。(3)在溶液X中含有Fe2(SO4)3 和H2SO4,而綠礬是硫酸亞鐵晶體。所以過程③中,需加入的物質(zhì)是還原劑Fe粉。(4) 經(jīng)過還原Fe粉還原的Fe2(SO4)3 和H2SO4溶液為FeSO4.要從該溶液中得到綠礬,因為硫酸亞鐵的溶解度受溫度的影響變化較大,所以采用冷卻熱飽和溶液的方法制取。實驗操作有蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結晶。在過程④中,蒸發(fā)結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角,還需要蒸發(fā)皿、玻璃棒 。(5)過程⑤調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的應該用堿,相比而言NaOH的溶解度大,雜質(zhì)離子Na+比Ca2+容易除去。選項為C。(6) Fe2(SO4)3是強酸弱堿鹽,水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體。鹽的水解反應是吸熱反應,在過程⑥中,將溶液Z加熱到70一80℃,目的是為了促進Fe3+的水解 。(7)該聚鐵在經(jīng)過酸溶解后,加入過量的氯化鋇溶液。得到的沉淀為Ba SO4。n(Ba SO4)= 3.495g÷233g/mol=0.015mol.所以n(Fe)=0.015mol.m(Fe)=0.015mol×56g/mol=0.84g。因此在在聚鐵中Fe元素的含量為(0.84g÷2.70g) ×100% =33.11%。
考點:考查SO2的化學性質(zhì)、方程式的書寫、鹽的水解、混合物的分離方法、元素的含量的計算的知識。
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催化劑 |
△ |
c2(SO3) |
c(O2)?c2(SO2) |
c2(SO3) |
c(O2)?c2(SO2) |
O | - 4 |
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