Question

（15分）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)，過程如下：

（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         ；
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，FeS和O₂、H₂SO₄反應的離子方程式為：                           ；
（3）過程③中，需加入的物質是                  ；
（4）過程④中，蒸發結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有                     ；
（5）過程⑤調節pH可選用下列試劑中的        (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                           ；
（7）實驗室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質量分數，進行下列實驗。①用分析天平稱取2.700g樣品；②將樣品溶于足量的鹽酸后，加入過量的氯化鋇溶液；③過濾、洗滌、干燥，稱量，得固體質量為3.495g。若該聚鐵主要成分為[(Fe(OH)(SO₄)]_n，則該聚鐵樣品中鐵元素的質量分數為          。(假設雜質中不含鐵元素和硫元素)。

Answer 1

（1）ACD     （2）4FeS+3O₂ + 12H⁺= 4Fe³⁺+6H₂O+4S （3）Fe(或鐵) （4）蒸發皿、玻璃棒 
（5）C（6）促進Fe³⁺的水解 （7）31.1%

試題分析：（1）固體W中含有S、SiO₂,將其灼燒。其中的S會變為SO₂氣體，SO₂氣體有漂白性，能使品紅溶液褪色，SO₂氣體有還原性，能使酸性KMnO₄溶液或溴水因發生氧化反應反應而褪色，但是使紫色石蕊試液變為紅色。因此選項為A、C、D。（2）過程①中，根據框圖中的各種物質及質量守恒定律和電子守恒、電荷守恒可知：FeS和O₂、H₂SO₄反應的離子方程式為4FeS+3O₂ + 12H⁺= 4Fe³⁺+6H₂O+4S。（3）由于發生反應得到的物質中含有Fe3+.，而最后要制取綠礬FeSO₄，所以過程③中，要加入還原劑Fe粉。（4）過程④中，蒸發結晶需要使用酒精燈、三角架、泥三角，還需要的儀器有蒸發皿、玻璃棒。（5）過程⑤調節pH，使溶液的pH增大，應該加入堿，排除A，而若加入CaCO₃，會消耗酸，但是引入的雜質離子Ca²⁺不容易除去，因此可選用下列試劑中的NaOH。選項為C。（6）過程⑥中，將溶液Z加熱到70一80℃，目的是促進Fe³⁺的水解使迅速產生聚鐵。（7）n(SO₄^2-)=3.495g÷233g/mol=0.015mol。n(Fe)= n(SO₄^2-)= 0.015mol,所以m(Fe)=0.015mol×56g/mol=0.84g，所以該聚鐵樣品中鐵元素的質量分數為（0.84g÷ 2.700g）×100%=31.1%。₂的性質、離子方程式的書寫、化學實驗基本操作及元素的質量分數的計算的知識。