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实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚【物质的分离、提纯】
2017-04-04 10:31:00
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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实验题 实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO4?7H2O)，有关的工艺流程如下：
（1）将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是___________（填编号）；
A．品红溶液
B．紫色石蕊溶液
C．酸性KMnO4溶液
D．溴水
| （2）在①中已知FeS中铁元素生成Fe3+，S元素生成单质硫，FeS、O2、H2SO4反应的方程式是?；
（3）在③中，需加入的物质是___________________________；
（4）在④中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有_______________________；
（5）在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的是________________________________；
（6）为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验（假设杂质中不含铁元素 和硫元素）：称取2.700g样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的BaCl2；过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数[Mr (BaSO4) =233、Mr (Fe) =56]。（写出计算过程，结果保留4位有效数字）。
实验题 实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO4?7H2O)，有关的工艺流程如下：
（1）将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是___________（填编号）；
A．品红溶液
B．紫色石蕊溶液
C．酸性KMnO4溶液
D．溴水
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（2）在①中已知FeS中铁元素生成Fe3+，S元素生成单质硫，FeS、O2、H2SO4反应的方程式是
?；
（3）在③中，需加入的物质是___________________________；
（4）在④中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有_______________________；
（5）在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的是________________________________；
（6）为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验（假设杂质中不含铁元素和硫元素）：称取2.700g样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的BaCl2；过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数[Mr (BaSO4) =233、Mr (Fe) =56]。（写出计算过程，结果保留4位有效数字）。
本题答案：（16分）（1）B（2分）
（2）4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+ 6H2O +4S（3分，写离子方程式“4FeS+3O2+12H+=4Fe3++6H2O+4S”也得分）
（3）Fe（或铁粉）（2分）
（4）蒸发皿（或烧杯，多答石棉网不扣分）、玻璃棒（2分）
（5）升高温度促进Fe3+的水解（2分），过高温度不利于聚铁的形成（或者完全水解了）（1分）?注：答“温度太低不利于水解，温度过高难于生成聚铁（或意思相近）”也得分
（6）（4分）设铁元素的质量为xg，根据铁、硫元素守恒可得关系式，则：
n Fe ～[Fe(OH)(SO4)]n ～ nBaSO4?(1分)
56n? 233n
x? 3.495g
56n/233n=x/3.495g（1分）
x=0.84g（1分）
则样品中铁元素的质量分数=0.84/2.700×100%=31.11%（1分）
本题解析：（1）SiO2的性质稳定，灼烧时不能反应，而S灼烧时易与O2反应生成SO2气体；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，故A错误；二氧化硫具有酸性氧化物的通性，易溶于水并与水反应生成亚硫酸，其溶液显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，但是不能褪色，故B正确；二氧化硫具有还原性，酸性高锰酸钾具有强氧化性，二者易发生氧化还原反应，因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；溴水具有氧化性，能被二氧化硫还原为溴离子，因此SO2能使溴水褪色，故D错误；（2）根据化合价升降情况可治，FeS是还原剂，O2是氧化剂，根据电子得失、电荷、原子守恒原理可得：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+ 6H2O +4S或4FeS+3O2+12H+=4Fe3++6H2O+4S；（3）绿矾为七水合硫酸亚铁，由此推断步骤③的目的将Fe3+还原为Fe2+，根据除杂不引入新杂质的原则，应该加入过量的铁屑或铁粉；（4）蒸发浓缩、冷却结晶主要使用的仪器是蒸发皿、烧杯、玻璃棒、酒精灯；（5）铁盐能水解，水解反应是吸热反应，温度过低不利于Fe3+的水解，升高温度可以促进Fe3+的水解，但是温度过高时Fe3+能彻底水解变为沉淀，胶体也会聚沉为沉淀，因此采用70～80℃的条件；（6）设铁元素的质量为xg，根据铁、硫元素守恒可得关系式，则：
n Fe ～[Fe(OH)(SO4)]n ～ nBaSO4
56n? 233n
x? 3.495g
根据式量之比等于质量之比，则56n/233n=x/3.495g，解得：x=0.84g，所以样品中铁元素的质量分数=0.84/2.700×100%=31.11%。
本题所属考点：【物质的分离、提纯】
本题难易程度：【困难】
Make the best of a bad bargain. 应善处逆境.
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