Question

【題目】工業(yè)上以黃鐵礦（主要成分是二硫化亞鐵FeS2）為原料，生產(chǎn)硫酸。將黃鐵礦（FeS2）粉碎，加入沸騰爐中瓶鼓入空氣進(jìn)行高溫煅燒，得到氣體和爐渣，氣體經(jīng)過(guò)一系列變化得到硫酸。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

Ⅰ．FeS2中硫元素的化合價(jià)為_____。

Ⅱ．將黃鐵礦粉碎，目的是_____。

Ⅲ．已知爐渣的主要成分為鐵的某一種氧化物，甲同學(xué)對(duì)爐渣中鐵的氧化物進(jìn)行探究。

（查閱資料）

（1）Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O

（2）向FeCl2溶液中滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加鐵氰化鉀溶液不產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。

（3）向FeCl3溶液中滴加無(wú)色的硫氰化鉀溶液時(shí)，溶液變成紅色，而向FeCl2溶液中滴加無(wú)色的硫氰化鉀溶液時(shí)，溶液不變成紅色。

（提出猜想）猜想1：爐渣中鐵的氧化物為FeO 猜想2：爐渣中鐵的氧化物為Fe2O3

猜想3：爐渣中鐵的氧化物為_____。（填化學(xué)式）

（方案設(shè)計(jì)）

（1）取少量爐渣于燒杯中，加入過(guò)量的稀鹽酸（雜質(zhì)不溶于稀鹽酸），充分?jǐn)嚢�，過(guò)濾。

（2）取上述濾液少許于A、B兩試管中，向A試管中滴入鐵氰化鉀溶液，設(shè)想有兩種可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；②不產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。向B試管中滴入少量無(wú)色的硫氰化鉀溶液，設(shè)想也有兩種可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：③溶液變?yōu)榧t色；④溶液不變紅色。

請(qǐng)你幫助甲同學(xué)填寫(xiě)猜想成立時(shí)，A、B兩試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（用①②③④填空）：

若猜想1成立，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_____。

若猜想2成立，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_____。

若猜想3成立，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_____。

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）甲同學(xué)取濾液少許于試管中，向試管中滴加鐵氰化鉀溶液或無(wú)色的硫氰化鉀溶液中的一種試劑就證明了猜想2成立，甲同學(xué)滴加的試劑為_____。

Answer 1

【答案】-1價(jià) 增大反應(yīng)物接觸面積，從而增大反應(yīng)速率 Fe3O4 ①④ ②③ ①③ 無(wú)色的硫氰化鉀溶液

【解析】

Ⅰ．二硫化亞鐵（FeS2）中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，根據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為零，設(shè)硫元素的化合價(jià)為x，則（+2）+2x＝0，解得x＝（-1），所以二硫化亞鐵（FeS2）中硫元素的化合價(jià)為-1價(jià)；故填：-1價(jià)；

Ⅱ．反應(yīng)物顆粒越小，反應(yīng)時(shí)接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以將黃鐵礦粉碎，目的是增大反應(yīng)物接觸面積，從而增大反應(yīng)速率；故填：增大反應(yīng)物接觸面積，從而增大反應(yīng)速率；

[提出猜想]鐵的氧化物有三種：FeO、Fe2O3和Fe3O4，所以猜想3為爐渣中鐵的氧化物為Fe3O4；故填：Fe3O4；

[方案設(shè)計(jì)]若猜想1成立，爐渣中鐵的氧化物為FeO，根據(jù)“向FeCl2溶液中滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加鐵氰化鉀溶液不產(chǎn)生藍(lán)色沉淀”推出A試管中滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，B試管中無(wú)現(xiàn)象；若猜想2成立，爐渣中鐵的氧化物為Fe2O3，A試管中無(wú)現(xiàn)象，B試管中溶液變成紅色；若猜想3成立，A試管中滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，B試管中滴入少量無(wú)色的硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)榧t色；故填：①④、②③、①③；

[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]取濾液少許于試管中，向試管中滴加鐵氰化鉀溶液不產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，向試管中滴加無(wú)色的硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)榧t色，所以甲同學(xué)滴加的試劑為無(wú)色的硫氰化鉀溶液；故填：無(wú)色的硫氰化鉀溶液。