Question

（2012?淄博一模）鐵黃是一種重要的顏料，化學式為Fe₂O₃?xH₂O，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、文教用品等工業．實驗室模擬工業利用硫酸渣（含Fe₂O₃及少量的CaO、MgO等）和黃鐵礦粉（主要成分為FeS₂）制備鐵黃的流程如圖：

（1）操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在兩種操作中的作用分別是

攪拌加速溶解（或攪拌加速反應）

、

引流

．
（2）試劑a最好選用

空氣

（供選擇使用的有：鋁粉、空氣、濃HNO₃）；其作用是

作氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺

．
（3）上述步驟中需用到氨氣．下列裝置可用于實驗室制氨氣的是

bd

（填序號）．

（4）檢驗溶液Z中含有N

H

+ 4

的方法是

取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍色，證明含有NH₄⁺

．
（5）查閱資料知，在不同溫度下Fe₂O₃被CO還原，產物可能為Fe₃O₄、FeO或Fe，固體質量與反應溫度的關系如下圖所示．

根據圖象推斷670℃時Fe₂O₃還原產物的化學式為

FeO

，并設計一個簡單的實驗，證明該還原產物的成分（簡述實驗操作、現象和結論）．

取少量還原產物置于試管中，加入過量稀硫酸（或稀鹽酸），固體完全溶解且無氣泡產生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H₂O₂溶液，溶液變紅色，證明還原產物為FeO．

．儀器自選．可供選擇的試劑：稀H₂SO₄、稀鹽酸、H₂O₂溶液、NaOH溶液、KSCN溶液．

Answer 1

分析：（1）操作Ⅰ是利用玻璃棒加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是過濾實驗操作，玻璃棒是起到引流作用；
（2）試劑a是把亞鐵離子氧化為鐵離子；選擇氧化劑不能引入新的雜質，不能產生污染物；
（3）a、加熱氯化銨分解后生成氨氣和氯化氫會在試管口重新生成氯化銨；
b、氨水滴入氧化鈣固體，氧化鈣會和水反應生成氫氧化鈣放熱，使一水合氨分解生成氨氣；
c、氫氧化鈣和氯化銨固體加熱時需要試管口略向下傾斜；
d、加熱濃氨水會分解生成氨氣；
（4）溶液Z主要是銨鹽，依據銨根離子檢驗方法分析判斷；
（5）CO還原氧化鐵的還原產物為可能Fe₃O₄，FeO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達到500℃～600℃，質量由46.4g減少為45g，還原產物為Fe₃O₄；650℃～700℃時，質量由43.2g減少較大，還原產物為FeO，利用亞鐵離子的還原性來設計實驗．

解答：解：（1）操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在兩種操作中的作用分別是，操作Ⅰ是利用玻璃棒加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是過濾實驗操作，玻璃棒是起到引流作用；
故答案為：攪拌加速溶解（或攪拌加速反應）；引流；
（2）依據流程分析，試劑a是用來氧化亞鐵離子的主要，但選擇氧化劑不能引入新的雜質，鋁粉引入新的雜質，濃硝酸做氧化劑會產生污染氣體，最好選擇空氣做氧化劑氧化亞鐵離子，不會引入新的雜質，不污染環境；
故答案為：空氣； 作氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）a、加熱氯化銨分解后生成氨氣和氯化氫會在試管口重新生成氯化銨；不能制的氨氣，故a不能；
b、氨水滴入氧化鈣固體，氧化鈣會和水反應生成氫氧化鈣放熱，使一水合氨分解生成氨氣；故b符合；
c、氫氧化鈣和氯化銨固體加熱時需要試管口略向下傾斜，裝置中加熱會使生成的水倒流到試管底部炸裂試管；故c不選；
d、加熱濃氨水會分解生成氨氣，可以制取氨氣；故d符合；
故答案為：bd；
（4）溶液Z中含NH₄⁺的實驗方法是利用銨根離子和氫氧根離子結合反應生成氨氣，氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍色，證明含有NH₄⁺；
故答案為：取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍色，證明含有NH₄⁺；
（5）CO還原氧化鐵的還原產物為可能Fe₃O₄，FeO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達到500℃～600℃，質量由46.4g減少為45g，還原產物為Fe₃O₄；650℃～700℃時，質量由43.2g減少較大，還原產物為FeO，為驗證還原產物，在適量待檢物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H₂O₂溶液，溶液變紅色，可說明還原產物為FeO；
故答案為：FeO；取少量還原產物置于試管中，加入過量稀硫酸（或稀鹽酸），固體完全溶解且無氣泡產生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H₂O₂溶液，溶液變紅色，證明還原產物為FeO；

點評：本題考查了物質提純和分離的方法分析，實驗設計，物質性質的綜合應用，圖象分析判斷計算應用，題目難度中等．