Question

【題目】工業上采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、A12O3，不考慮其他雜質)制取FeSO4·7H2O，其制備工藝流程如下：

結合所學知識回答：

(1)溶解燒渣選用的酸應為_____(填化學式)，選用的試劑X為_____(填試劑名稱)。

(2)加入NaOH控制pH的目的是____________。

(3)從溶液2得到FeSO4·7H2O的實驗操作主要步驟是________________________。

(4)為了測定獲得的綠礬產品的純度，進行了如下實驗操作：

I.稱取2.850g綠礬產品，溶解，用250mL容量瓶配制成待測液；

II.量取25.00mL待測溶液置于錐形瓶中；

III.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為 20.00mL。

①判斷此滴定實驗達到終點的方法是____________。

②該滴定反應的離子方程式為___________________。

③上述樣品中FeSO4·7H2O的純度為____________________。

(5)古代煉丹家以綠礬（FeSO4·7H2O）為原料，放在煉丹爐中鍛燒可制得綠礬油。下圖是2.780 g綠礬隔絕空氣受熱分解時，所得固體產物的質量隨溫度變化的曲線。將加熱產生的所有氣體通入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.165 g。則t1～t2段發生反應的化學方程式為__________。

Answer 1

【答案】 H2SO4 鐵粉（Fe) 使Al3+轉化為A1(OH)3沉淀，而不使Fe2+沉淀 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、自然干燥 滴加最后一滴KMnO4溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色 MnO4- +5Fe2++8H+==Mn2++5Fe3++4H2O 97.5% 2FcSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】(1)制取七水合硫酸亞鐵，為不引入雜質，故酸應選擇硫酸；試劑X的作用是將鐵離子還原為亞鐵離子，不引入新雜質，X為鐵單質；；

(2)加入NaOH控制溶液pH是為了使Al3+轉化為A1(OH)3沉淀，而不使Fe2+沉淀；

(3)將FeSO4溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、自然干燥可得到FeSO4·7H2O；

(4)①根據題中實驗步驟可知，滴定實驗達到終點時，溶液中的高錳酸鉀不完全褪色，溶液呈淺紅色，所以判斷滴定實驗達到終點的現象是滴加最后一滴KMnO4溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色；
②酸性KMnO4被FeSO4還原時生成Mn2+，同時生成鐵離子，反應的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
③根據電子得失守恒有關系式MnO4-～5Fe2+，滴定中用去的高錳酸鉀的物質的量為0.0100mol/L×0.02L=0.0002mol，所以2.850g綠礬產品中FeSO47H2O的物質的量為： ×5×0.0002mol=0.01mol，所以樣品中FeSO47H2O的質量分數為： ×100%=97.5%；

(5)根據元素守恒，及綠礬油是一種無色粘稠液體，可用于除掉兵器上的鐵銹即能與氧化鐵反應，可知綠礬油應為濃硫酸；2.78g的FeSO47H2O晶體的物質的量 =0.01mol，加熱生成FeSO4時的質量為1.52g，再將FeSO4加熱產生的所有氣體通入足量的BaCl2溶液，得自色沉淀應為硫酸鋇1.16g，即0.005mol，則說明產生三氧化硫為0.005mol，其質量為0.4g，得到鐵的氧化物為0.8g，結合鐵元素為0.01mol可知，該氧化物為Fe2O3，根據質量守恒可知，加熱還產生二氧化硫的質量為1.52g-0.8g-0.4g=0.32g，即為0.005mol，所以發生反應的化學方程式為2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2 ↑。