Question

【題目】鐵黃是一種重要的顏料，化學式為Fe2O3xH2O，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、文教用品等工業。實驗室模擬工業利用硫酸渣（含Fe2O3及少量的CaO、MgO等）和黃鐵礦粉（主要成分為FeS2）制備鐵黃的流程如圖：

（1）操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在兩種操作中的作用分別是________、________。

（2）試劑a最好選用______（供選擇使用的有：鋁粉、空氣、濃HNO3）；其作用是________。

（3）上述步驟中需用到氨氣．下列裝置可用于實驗室制氨氣的是______（填序號）。

（4）檢驗溶液Z中含有NH4+的方法是________。

（5）查閱資料知，在不同溫度下Fe2O3被CO還原，產物可能為Fe3O4、FeO或Fe，固體質量與反應溫度的關系如下圖所示。

根據圖像推斷650℃時Fe2O3還原產物的化學式為________，并設計一個簡單的實驗，證明該還原產物的成分（簡述實驗操作、現象和結論）________。儀器自選。可供選擇的試劑：稀H2SO4、稀鹽酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

Answer 1

【答案】 攪拌加速溶解（或攪拌加速反應） 引流 空氣 作氧化劑，將Fe2+氧化為Fe3+ bd 取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍色，證明含有NH4+ FeO 取少量還原產物置于試管中，加入過量稀硫酸（或稀鹽酸），固體完全溶解且無氣泡產生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H2O2溶液，溶液變紅色，證明還原產物為FeO

【解析】

（1）操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在兩種操作中的作用分別是，操作Ⅰ是利用玻璃棒加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是過濾實驗操作，玻璃棒是起到引流作用。

（2）依據流程分析，試劑a是用來氧化亞鐵離子的，但選擇氧化劑不能引入新的雜質，鋁粉引入新的雜質，濃硝酸做氧化劑會產生污染氣體，最好選擇空氣做氧化劑氧化亞鐵離子，不會引入新的雜質，不污染環境。

（3）a、加熱氯化銨分解后生成氨氣和氯化氫會在試管口重新生成氯化銨，不能制備氨氣，a錯誤；

b、氨水滴入氧化鈣固體，氧化鈣會和水反應生成氫氧化鈣放熱，使一水合氨分解生成氨氣，b正確；

c、氫氧化鈣和氯化銨固體加熱時需要試管口略向下傾斜，裝置中加熱會使生成的水倒流到試管底部炸裂試管，c錯誤；

d、加熱濃氨水會分解生成氨氣，可以制取氨氣，d正確；

答案為選bd。

（4）溶液Z中含NH4+的實驗方法是利用銨根離子和氫氧根離子結合反應生成氨氣，氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，即取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍色，證明含有NH4+。

（5）開始時氧化鐵的物質的量是48g÷160g/mol＝0.3mol，當恰好轉化為四氧化三鐵時質量為，當恰好轉化為氧化亞鐵時質量為，即加熱溫度達到500℃～600℃時還原產物為Fe3O4，當670℃時還原產物為FeO；亞鐵離子易被氧化，則驗證還原產物的實驗操作是取少量還原產物置于試管中，加入過量稀硫酸（或稀鹽酸），固體完全溶解且無氣泡產生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H2O2溶液，溶液變紅色，證明還原產物為FeO。