Question

（16分）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）〔Fe(OH)(SO₄)〕_n和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，过程如下：

（1）在①中已知FeS中铁元素生成Fe³⁺，S元素生成单质硫，写出FeS、O₂、H₂SO₄反应的离子方程式______________________________________；

（2）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．酸性KMnO₄溶液     

C．紫色石蕊溶液        D．溴水

（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）：称取一定质量样品，将样品溶于足量的_________后（填化学式，下同），滴加过量的__________，产生不溶于酸的沉淀，过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量来计算该聚铁样品中铁元素的质量分数。

（7）若用步骤③④制取绿矾，测定3g烧渣中氧化铁的质量分数

①取所得绿矾产品，溶解，配制成1000mL溶液；量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外，还需        。

②用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为15.00mL。判断此滴定实验达到终点的方法是                          ；若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO₄溶液液面，其它操作均正确，则使测定结果       （填“偏高”“偏低”“无影响”）。

③计算烧渣中铁元素的质量分数为       。

Answer

（1）4FeS＋3O2＋12H＋＝4Fe3＋＋6H2O＋4S；

（2）C；

（3）铁粉；

（4）蒸发皿、玻璃棒；

（5）升高温度促进Fe3＋水解，过高温度不利于聚铁的形成（或者完全水解了）

（6）HCl；BaCl2；BaSO4；

（7）1000mL容量瓶；溶液由无色变为浅红色；偏低；56%

【解析】

试题分析：（1）在①中已知FeS中铁元素生成Fe3+，S元素生成单质硫，其中FeS是还原剂，氧气是氧化剂，则FeS、O2、H2SO4反应的离子方程式为4FeS＋3O2＋12H＋＝4Fe3＋＋6H2O＋4S。

（2）将过程②中灼烧时二氧化硅不反应，S转化为SO2，SO2具有漂泊性能使品红溶液褪色。具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色；溶于水显酸性，使紫色的石蕊试液显红色，答案选C。

（3）溶液X中含有铁离子，要得到绿矾，则需要加入铁粉把硫酸铁还原为硫酸亚铁，则在③中，需加入的物质是铁粉。

（4）在④中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有蒸发皿、玻璃棒。

（5）铁离子水解，水解吸热，因此升高温度促进Fe3＋水解。但过高温度又不利于聚铁的形成（或者完全水解了），所以在⑥中将溶液Z控制到70～80℃。

（6）聚铁可以溶于酸中，因此称取一定质量样品，将样品溶于足量的HCl后，滴加过量的BaCl2，产生不溶于酸的沉淀硫酸钡，过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量来计算该聚铁样品中铁元素的质量分数。

（7）若用步骤③④制取绿矾，测定2g烧渣中氧化铁的质量分数

①取所得绿矾产品，溶解，配制成1000mL溶液；量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外，还需1000mL容量瓶。

②酸性高锰酸钾溶液显红色，则判断此滴定实验达到终点的方法是溶液由无色变为浅红色；若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO4溶液液面，则读数偏小，从而导致消耗溶液的体积减小，因此使测定结果偏低。

③消耗高锰酸钾的物质的量是1.5×10—4mol，反应中锰元素的化合价从＋7价降低到＋2价，得到5个电子，而铁的化合价升高从＋2价升高到＋3价，则根据电子得失守恒可知亚铁离子的物质的量是，所以烧渣中铁元素的质量分数为。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与判断