Question

（15分）实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，过程如下：

（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是         ；
A．品红溶液    B．紫色石蕊溶液    C．酸性KMnO₄溶液   D．溴水
（2）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的离子方程式为：                           ；
（3）过程③中，需加入的物质是                  ；
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有                     ；
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的        (填选项序号)；
A．稀硫酸    B．CaCO₃    C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70一80℃，目的是                           ；
（7）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2.700g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3.495g。若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO₄)]_n，则该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 1

（1）ACD     （2）4FeS+3O₂ + 12H⁺= 4Fe³⁺+6H₂O+4S （3）Fe(或铁) （4）蒸发皿、玻璃棒 
（5）C（6）促进Fe³⁺的水解 （7）31.1%

解析试题分析：（1）固体W中含有S、SiO₂,将其灼烧。其中的S会变为SO₂气体，SO₂气体有漂白性，能使品红溶液褪色，SO₂气体有还原性，能使酸性KMnO₄溶液或溴水因发生氧化反应反应而褪色，但是使紫色石蕊试液变为红色。因此选项为A、C、D。（2）过程①中，根据框图中的各种物质及质量守恒定律和电子守恒、电荷守恒可知：FeS和O₂、H₂SO₄反应的离子方程式为4FeS+3O₂ + 12H⁺= 4Fe³⁺+6H₂O+4S。（3）由于发生反应得到的物质中含有Fe3+.，而最后要制取绿矾FeSO₄，所以过程③中，要加入还原剂Fe粉。（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒。（5）过程⑤调节pH，使溶液的pH增大，应该加入碱，排除A，而若加入CaCO₃，会消耗酸，但是引入的杂质离子Ca²⁺不容易除去，因此可选用下列试剂中的NaOH。选项为C。（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70一80℃，目的是促进Fe³⁺的水解使迅速产生聚铁。（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，所以该聚铁样品中铁元素的质量分数为（0.84g÷ 2.700g）×100%=31.1%。
考点：考查SO₂的性质、离子方程式的书写、化学实验基本操作及元素的质量分数的计算的知识。