Question

14．實驗室里用硫酸廠燒渣（主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制備聚鐵[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m和綠礬（FeSO₄•7H₂O），其過程如下：

（1）過程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式是4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S．
（2）驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO₂的方法是將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪色，加熱后又變紅，證明含有SO₂．
（3）制備綠礬時，向溶液X中加入過量鐵粉，充分反應(yīng)后，經(jīng)過濾操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬．
（4）溶液Z的pH將影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若溶液Z的pH偏小，將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低（填“高”或“低”），過程②中將溶液加熱到70～80℃的目的是促進(jìn)Fe³⁺的水解．

Answer 1

分析 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[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m和綠礬（FeSO₄•7H₂O），燒渣在硫酸溶液中通入足量氧氣，反應(yīng)后過濾得到固體W和溶液X，溶液X加入鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，蒸發(fā)濃縮結(jié)晶析出得到綠礬，溶液X中加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH得到溶液Z加熱制備聚鐵膠體得到聚鐵；
（1）過程①FeS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)生成硫酸鐵，水和硫；
（2）依據(jù)二氧化硫具有漂白性設(shè)計實驗驗證二氧化硫氣體；
（3）氯化鐵溶液中加入過濾鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵過濾后得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬；
（4）溶液Z的pH將影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若溶液Z的pH偏小，利用pH試紙測定溶液酸堿性的方法來分析．

解答 解：（1）過程①FeS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)生成硫酸鐵，水和硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
故答案為：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
（2）二氧化硫具有漂白性，驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO₂的方法是：將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪色，加熱后又變紅，證明含有SO₂；
故答案為：將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪色，加熱后又變紅，證明含有SO₂；
（3）因為在燒渣中加入了硫酸和足量氧氣，故溶液Y中含有Fe³⁺，故應(yīng)先加入過量的鐵粉，然后過濾；
故答案為：鐵粉；過濾；
（4）用pH試紙測定方法為：將試紙放在表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液，點在試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比．氫氧化鐵的含量比硫酸亞鐵高，若溶液Z的PH偏小，則聚鐵中生成的氫氧根的含量減少，使鐵的含量減少；過程②中將溶液加熱到70～80℃的目的是促進(jìn)Fe³⁺的水解；
故答案為：低；促進(jìn)Fe³⁺的水解．

點評 本題借助于實驗考查基礎(chǔ)知識達(dá)到了很好的效果．對學(xué)生來說聚鐵不是很熟悉，但是鐵與亞鐵之間的轉(zhuǎn)化還是很容易實現(xiàn)的，起點高，落點低，是一好題，題目難度中等．