Question

铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe₂O₃·xH₂O，广泛用于涂料、橡胶、塑料文教用品等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣（含Fe₂O₃及少量的CaO、MgO等）和黄铁矿粉（主要成分为FeS₂）制备铁黄的流程如下：（已知：FeS₂+H₂SO₄(稀)=FeSO₄+H₂S↑+S↓）

（1）操作I中为了提高硫酸渣的溶解速度，可采取的措施有____________，_________（任写两种）。

（2）滤液X中加入黄铁矿粉后，发生的还原反应离子方程式为_______________________；

（3）操作II中除用到玻璃棒外，还需要的玻璃仪器是____________；

（4）在溶液Y中通入空气的目的是____________；通入NH₃发生的离子反应为___________。

（5）验证滤渣Z灼烧的尾气中含有SO₂的方法____________________；

（6）为了测定制备铁黄中结晶水的含量，进行下列实验。

用分析天平准确称量m₁g样品置于坩埚中加热、冷却；经过重复操作，当样品质量恒重时，测得质量为m₂g，用算式表示出铁黄中结晶水的个数x=_________。

（7）拟用酸性高锰酸钾标准溶液滴定某亚铁盐溶液中Fe²⁺离子的浓度，请写出该反应的离子方程式_______，并叙述滴定终点的判断方法。

Answer

（1）适当增加稀硫酸浓度、提高反应温度、粉碎硫酸渣增大接触面积等任写两种（2分）

（2）2Fe3＋+H2S=2Fe2＋+S↓+2H＋（2分）

（3）烧杯、普通漏斗（2分）

（4）做氧化剂，将Fe2＋氧化成Fe3＋（2分） Fe3＋+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋（2分）

（5）将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原来的颜色（2分）

（6）（2分）

（7）5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O （2分）

当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液变成浅紫色，且半分钟不恢复原色。（2分）

【解析】

试题分析：（1）操作I中是固体与稀硫酸发生反应，为了提高硫酸渣的溶解速度，可采取的措施有适当增加稀硫酸浓度、提高反应温度、粉碎硫酸渣增大接触面积等；(2)硫酸渣含Fe2O3及少量的CaO、MgO等，向其中加入过量的稀硫酸，金属氧化物发生反应变为可溶性的硫酸盐，其中含有Fe3+、Ca2+、Mg2+，黄铁矿粉主要成分为FeS2，会与溶液X中含有的硫酸发生反应：FeS2+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑+S↓，反应产生的H2S检验还原性，而Fe3+具有氧化性，二者会发生氧化还原反应，离子方程式是：2Fe3＋+H2S=2Fe2＋+S↓+2H＋；（3）操作II是分离难溶性的固体与可溶性的液体混合物的方法，叫过滤，其中除用到玻璃棒外，还需要的玻璃仪器是烧杯、普通漏斗；（4）在溶液Y中含有Fe2+，通入空气的目的是做氧化剂，将Fe2＋氧化成Fe3＋；通入NH3可以与溶液中的Fe3+发生反应产生氢氧化铁沉淀，反应的离子反应为Fe3＋+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋；（5）可以利用SO2的漂白性，可以使品红溶液褪色进行检验，验证滤渣Z灼烧的尾气中含有SO2的方法是将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原来的颜色，就证明含有SO2；（6）样品质量是m1g，灼烧至恒重后测得质量为m2g，则m(H2O)= (m1-m2)g，m(Fe2O3)= m2g，则n(Fe2O3):n(H2O)= (m2g÷160g/mol):[ (m1-m2)g÷18g/mol]，所以铁黄中结晶水的个数x=[ (m1-m2)g÷18g/mol]÷(m2g÷160g/mol)= ；（7）Fe2+具有还原性，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为Fe3+，MnO4-被还原为Mn2+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式是：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，由于酸性高锰酸钾溶液是紫色的，当其将溶液中的Fe2+氧化后变为的Mn2+是无色的，若溶液中不含有Fe2+，反应就不再进行，溶液的颜色不再发生改变，所以用标准溶液滴定某亚铁盐溶液，当达到滴定终点时，当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液变成浅紫色，且半分钟不恢复原色。

考点：考查物质制备工艺流程的知识，包括仪器的使用、离子方程式的书写、化学操作方法、物质的作用、滴定终点的判断、物质化学式的确定等知识。