Question

13．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），過程如圖：

（1）將過程②中的產生的氣體通入下列溶液中，溶液會褪色的是ACD ；
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，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應的化學方程式為：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
（3）過程③中，需加入的物質是Fe；
（4）過程④中，蒸發(fā)結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒；
（5）過程⑤調節(jié)pH可選用下列試劑中的C （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℃，目的是促進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）聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬（FeSO₄？7H₂O），燒渣在硫酸溶液中通入足量氧氣，F(xiàn)eS和稀硫酸反應然后和氧氣反應生成Fe₂（SO₄）₃和S，鐵的氧化物和稀硫酸、氧氣反應生成Fe₂（SO₄）₃，SiO₂不反應，過濾后得到固體W（S和SiO₂等），灼燒固體W，S燃燒生成SO₂；濾液X中含有Fe₂（SO₄）₃和稀硫酸，溶液Y能得到綠礬，則Y溶質為FeSO₄，F(xiàn)e₂（SO₄）₃和Fe反應生成FeSO₄，所以X生成Y時加入Fe粉；X調節(jié)溶液的pH得到溶液Z，加入70-80℃時得到聚鐵膠體，從而得到聚鐵；
（1）將過程②中的產生的氣體是二氧化硫，二氧化硫具有漂白性和還原性；
（2）過程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應生成硫酸鐵、S和水；
（3）過程③中，需加入的物質能還原鐵離子且不能引進新的雜質；
（4）過程④中，蒸發(fā)結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒；
（5）過程⑤調節(jié)pH，加入的物質應該能和氫離子反應提高溶液的pH；
（6）過程⑥中，將溶液Z加熱到70一 80℃，升高溫度促進鐵離子水解．

解答 解：硫酸廠燒渣（主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO₂等）聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬（FeSO₄？7H₂O），燒渣在硫酸溶液中通入足量氧氣，F(xiàn)eS和稀硫酸反應然后和氧氣反應生成Fe₂（SO₄）₃和S，鐵的氧化物和稀硫酸、氧氣反應生成Fe₂（SO₄）₃，SiO₂不反應，過濾后得到固體W（S和SiO₂等），灼燒固體W，S燃燒生成SO₂；濾液X中含有Fe₂（SO₄）₃和稀硫酸，溶液Y能得到綠礬，則Y溶質為FeSO₄，F(xiàn)e₂（SO₄）₃和Fe反應生成FeSO₄，所以X生成Y時加入Fe粉；X調節(jié)溶液的pH得到溶液Z，加入70-80℃時得到聚鐵膠體，從而得到聚鐵；
（1）將過程②中的產生的氣體是二氧化硫，二氧化硫能使品紅溶液褪色是因為二氧化硫的漂白性，能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色是因為二氧化硫的還原性，二氧化硫能使紫色石蕊溶液變紅色，但不能漂白指示劑，所以二氧化硫能使溶液褪色的有ACD，故選ACD；
（2）過程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應生成硫酸鐵、S和水，反應方程式為4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S，
故答案為：4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S；
（3）過程③中，需加入的物質能還原鐵離子且不能引進新的雜質，硫酸鐵和Fe反應生成硫酸亞鐵且不引進新的雜質，故答案為：Fe；
（4）過程④中，蒸發(fā)結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒，
故答案為：蒸發(fā)皿、玻璃棒；
（5）過程⑤調節(jié)pH應使溶液堿性增強，有利于聚鐵的生成，
A．加入硫酸能使溶液pH減小，故A錯誤；
B．加入碳酸鈣生成微溶的硫酸鈣，會引入新的雜質，故B錯誤；
C．加入NaOH可使溶液堿性增強，生成的聚鐵中不引入新的雜質，故C正確；
故答案為：C；
（6）過程⑥目的為促進的水解，加熱有利于水解的進行，促進Fe³⁺的水解，故答案為：促進Fe³⁺的水解．

點評 本題考查物質制備，為高頻考點，側重考查學生實驗操作、對元素化合物的掌握和運用，明確流程圖中發(fā)生的反應及元素化合物性質是解本題關鍵，涉及鹽類水解、氧化還原反應、儀器的選取、除雜等知識點，注意基礎知識的掌握和歸納，題目難度不大．