Question

【题目】实验室里用硫酸厂烧渣（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（FeSO47H2O），其过程如图1所示：
（1）画出铁的原子结构示意图 ，
（2）过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为 ．
（3）过程③中，需要加入的物质名称是 ． 过程④的实验操作 ．
（4）过程⑥中，将溶液Z加热到70℃～80℃，目的是 ．
（5）8.34g FeSO47H2O样品在隔绝空气条件下受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图2所示．下列说法中正确的是
A.温度为78℃时固体物质M的化学式为FeSO45H2O
B.温度为159℃时固体物质N的化学式为FeSO43H2O
C.在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO4 FeO+SO3↑
D.取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe2O3
（6）实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验．①用分析天平称取样品2.700g；②将样品溶于足量盐酸后，加入足量的氯化钡溶液；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 ， 则该聚铁中铁元素的质量分数为 ．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S
（3）Fe（或铁）；蒸发结晶
（4）促进Fe3+的水解
（5）D
（6）31.1%
【解析】解：（1）铁为26号元素第ⅤⅢ族，四个电子层，最外层2个电子，原子结构示意图为： ，所以答案是： ；（2）反应物为FeS、O2和H2SO4 ， 生成物有S，根据质量守恒还应有Fe2（SO4）3和H2O，反应的化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S，所以答案是：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S；（3）溶液X中含有Fe3+ ， 要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2+ ， 加入铁可生成Fe2+ ， 并且不引入新的杂质，过程④是溶液中得到溶质晶体可以通过蒸发结晶得到，所以答案是：Fe（或铁），蒸发结晶；（4）过程⑥目的为促进的水解，加热有利于水解的进行，促进Fe3+的水解，所以答案是：促进Fe3+的水解；（5）8.34g FeS047H20样品物质的量= =0.03mol，其中m（H20）=0.03mol×7×18g/mol=3.78g，如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34g﹣3.78g=4.56g，可知在加热到373℃之前，晶体失去部分结晶水， A．温度为78℃时，固体质量为6.72g，其中m（FeS04）=0.03mol×152g/mol=4.56g，m（H20）=6.72g﹣4.56g=2.16g，n（H20）= =0.12mol，则n（H20）：n（FeS04）=0.12mol：0.03mol=4：1，则化学式为FeSO44H2O，故A错误；
B．温度为l59℃时，固体质量为5.10g，其中m（FeS04）=0.03mol×152g/mol=4.56g，m（H20）=5.10g﹣4.56g=0.54g，n（H20）= =0.03mol，则n（H20）：n（FeS04）=0.03mol：0.03mol=1：1，则化学式为FeSO4H2O，故B错误； C．m（FeS04）=0.03mol×152g/mol=4.56g，则在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO4H2O FeS04+H20，故C错误； D．加热至633℃时，固体的质量为2.40g，其中n（Fe）=n（ FeS047H20）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，则固体中m（O）=2.40g﹣1.68g=0.72g，n（O）= =0.045mol，则n（Fe）：n（O）=0.03mol：0.045mol=2：3，则固体物质Q的化学式为Fe2O3 ， 故D正确．故选D．所以答案是：D．（6）过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g，应为BaSO4沉淀， n（BaSO4）= =0.015mol，则n（Fe3+）=n（SO42﹣）=0.015mol，
m（Fe）=0.015mol×56g/mol=0.84g，ω（Fe）= ×100%=31.1%，所以答案是：31.1%