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(FeSO4·7H2O)，其过程如下：

（1）过程③中，需要加入的物质名称是____________________。

（2）过程②中产生的尾气会对大气造成污染，可选用下列试剂中的___________吸收。

a.浓硫酸 b.蒸馏水 c.NaOH溶液 d.浓硝酸

（3）过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为____________________。

（4）过程④的实验操作是____________________。

（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70℃～80℃，目的是 ___________________。

（6）某种脱硫脱硝工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设废气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为__________________。

（7）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2.700 g；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]a，则该聚铁中铁元素的质量分数为_________________。

Answer 1

【答案】 铁粉 c 4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 促进Fe3+的水解生成聚铁胶体 4SO2+4NO2+12NH3+3O2+6H2O=4(NH3)2SO4+4NH4NO3 31.11%

【解析】（1）在溶液X中含有Fe2(SO4)3 和H2SO4，而绿矾是硫酸亚铁晶体。所以过程③中，需加入的物质是还原剂Fe粉；（1）固体W中含有S在灼烧时会产生SO2气体。SO2是酸性氧化物，直接排放会对空气造成污染，不与浓硫酸、浓硝酸反应，用水吸收效果不好，必须用强碱溶液吸收，答案选c；（3）过程①中，FeS和O2、H2SO4反应生成硫酸铁、硫和水，反应的化学方程式为：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S；（4）过程④从溶液Y中得到绿矾晶体，实验操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；（5）Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐，水解产生Fe(OH)3胶体。盐的水解反应是吸热反应，在过程⑥中，将溶液Z加热到70一80℃，目的是为了促进Fe3+的水解生成聚铁胶体；（6）废气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵，反应的化学方程式为：4SO2+4NO2+12NH3+3O2+6H2O=4(NH3)2SO4+4NH4NO3；（7）该聚铁在经过酸溶解后，加入过量的氯化钡溶液。得到的沉淀为Ba SO4。n(Ba SO4)= =0.015mol，所以n(Fe)=0.015mol，m(Fe)=0.015mol×56g/mol=0.84g。因此在在聚铁中Fe元素的含量为×100% =31.11%。