Question

化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，流程如图：

(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液不褪色的是__(填选项序号)。

A．酸性KMnO₄溶液     B．品红溶液     C．紫色石蕊溶液      D．溴水

(2)过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式为__。

(3)过程③中，需加入的物质是__，反应的离子方程式为__。

(4)用溶液Y制绿矾时，检验溶液Y中是否含有Fe³⁺的操作是__。

(5)在实验室里，完成过程④中的操作名称是__。

(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：

①用分析天平称取2.240g样品；

②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；

③过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为2.330g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO₄]_n，则聚铁样品中铁元素的质量分数为__。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)

Answer

C 4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S Fe(或铁) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 取少量的溶液Y于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，则含有Fe3+，若溶液不变红，则不含有Fe3+ 蒸发浓缩、冷却结晶 25.0%

【解析】

煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)中通入足量O2，并加入稀硫酸，铁的氧化物溶于稀硫酸生成硫酸铁和水，FeS、O2、H2SO4反应生成Fe2(SO4)3、S和水；所得固体(含S、SiO2)灼烧，S与O2反应生成SO2；溶液X为Fe2(SO4)3溶液，加入Fe，可将Fe3+还原为Fe2+，从而获得绿矾；调节溶液X的pH，Fe3+发生水解生成聚铁胶体。

(1)将过程②中产生的气体为SO2，具有较强的还原性和漂白性，能将酸性KMnO4溶液、溴水还原，能使品红褪色，但只能使紫色石蕊溶液变红色，故选C。答案为：C；

(2)过程①中，FeS和O2、H2SO4发生氧化还原反应，生成Fe2(SO4)3、S和水，化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S。答案为：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S；

(3)过程③中，需加入还原剂，将Fe3+还原为Fe2+，同时不引入新的杂质，所以该物质是Fe(或铁)，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。答案为：Fe(或铁)；2Fe3++Fe=3Fe2+；

(4)用溶液Y[Fe2(SO4)3]制绿矾时，检验溶液Y中是否含有Fe3+，常使用KSCN溶液，其操作是取少量的溶液Y于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，则含有Fe3+，若溶液不变红，则不含有Fe3+。答案为：取少量的溶液Y于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，则含有Fe3+，若溶液不变红，则不含有Fe3+；

(5)过程④为从FeSO4溶液中获得绿矾，应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，所以完成过程④中的操作名称是蒸发浓缩、冷却结晶。答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；

(6)m(BaSO4)=2.330g，聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n，n(Fe3+)= n()==0.01mol，则聚铁样品中铁元素的质量分数为=25.0%。答案为：25.0%。