Question

【题目】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)制备铁黄的流程如图：

（1）操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是___、___。

（2）试剂a最好选用___(供选择使用的有：铝粉、空气、浓HNO3)；其作用是___。

（3）上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于实验室制氨气的是___(填序号)。

（4）检验溶液Z中含有NH4+的方法是___。

（5）查阅资料知，在不同温度下Fe2O3被CO还原，产物可能为Fe3O4、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如图所示。

根据图象推断650℃时Fe2O3还原产物的化学式为___，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分(简述实验操作、现象和结论)。___。仪器自选。可供选择的试剂：稀H2SO4、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

Answer 1

【答案】搅拌加速溶解(或搅拌加速反应) 引流 空气 作氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+ bd 取少量溶液Z置于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色，证明含有NH4+ FeO 取少量还原产物置于试管中，加入过量稀硫酸(或稀盐酸)，固体完全溶解且无气泡产生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加H2O2溶液，溶液变红色，证明还原产物为FeO

【解析】

(1)操作Ⅰ是利用玻璃棒搅拌加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是过滤实验，玻璃棒起到引流作用；

(2)依据流程分析，试剂a是用来氧化亚铁离子的，选择试剂时不能引入新的杂质；

(3)a、加热氯化铵分解后生成的氨气和氯化氢会在试管口重新生成氯化铵，不能制得氨气；

b、氨水滴入氧化钙固体，氧化钙会和水反应生成氢氧化钙放热，使一水合氨分解生成氨气；

c、氢氧化钙和氯化铵固体加热时需要试管口略向下倾斜，图中装置加热时会使生成的水倒流到试管底部炸裂试管；

d、加热浓氨水会分解生成氨气，可以制取氨气；

(4)检验溶液Z中含NH4+，可利用铵根离子和氢氧根离子加热反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；

(5)根据数据进行计算，结合产物进行判断。

(1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，操作Ⅰ是利用玻璃棒搅拌加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是过滤实验，玻璃棒起到引流作用；

(2)依据流程分析，试剂a是用来氧化亚铁离子的，选择试剂时不能引入新的杂质，铝粉不能将Fe2+氧化，浓硝酸做氧化剂会产生污染气体，最好选择空气做氧化剂氧化亚铁离子，不会引入新的杂质，不污染环境；

(3)a、加热氯化铵分解后生成的氨气和氯化氢会在试管口重新生成氯化铵，不能制得氨气；

b、氨水滴入氧化钙固体，氧化钙会和水反应生成氢氧化钙放热，使一水合氨分解生成氨气；

c、氢氧化钙和氯化铵固体加热时需要试管口略向下倾斜，图中装置加热时会使生成的水倒流到试管底部炸裂试管；

d、加热浓氨水会分解生成氨气，可以制取氨气；

答案为bd；

(4)检验溶液Z中含NH4+，可利用铵根离子和氢氧根离子加热反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；方法是取少量溶液Z置于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色，证明含有NH4+；

(5)根据图示n（Fe2O3）==0.3mol；650℃时固体的质量为43.2g，根据Fe守恒，43.2g固体中n（Fe）=0.6mol，n(O)==0.6mol，n(Fe)：n(O)=1:1，则还原产物为FeO；为验证还原产物，在适量待检物中加入过量稀H2SO4（或稀盐酸）至完全溶解，再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加H2O2溶液，溶液变红色，可说明还原产物为FeO。