Question

【題目】工業(yè)上以黃鐵礦（主要成分是二硫化亞鐵FeS2）為原料，生產硫酸。將黃鐵礦（FeS2）粉碎，加入沸騰爐中瓶鼓入空氣進行高溫煅燒，得到氣體和爐渣，氣體經過一系列變化得到硫酸。請回答下列問題：

Ⅰ．FeS2中硫元素的化合價為_____。

Ⅱ．將黃鐵礦粉碎，目的是_____。

Ⅲ．已知爐渣的主要成分為鐵的某一種氧化物，甲同學對爐渣中鐵的氧化物進行探究。

（查閱資料）

（1）Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O

（2）向FeCl2溶液中滴加鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加鐵氰化鉀溶液不產生藍色沉淀。

（3）向FeCl3溶液中滴加無色的硫氰化鉀溶液時，溶液變成紅色，而向FeCl2溶液中滴加無色的硫氰化鉀溶液時，溶液不變成紅色。

（提出猜想）猜想1：爐渣中鐵的氧化物為FeO 猜想2：爐渣中鐵的氧化物為Fe2O3

猜想3：爐渣中鐵的氧化物為_____。（填化學式）

（方案設計）

（1）取少量爐渣于燒杯中，加入過量的稀鹽酸（雜質不溶于稀鹽酸），充分攪拌，過濾。

（2）取上述濾液少許于A、B兩試管中，向A試管中滴入鐵氰化鉀溶液，設想有兩種可能的實驗現(xiàn)象：①產生藍色沉淀；②不產生藍色沉淀。向B試管中滴入少量無色的硫氰化鉀溶液，設想也有兩種可能的實驗現(xiàn)象：③溶液變?yōu)榧t色；④溶液不變紅色。

請你幫助甲同學填寫猜想成立時，A、B兩試管中的實驗現(xiàn)象（用①②③④填空）：

若猜想1成立，則實驗現(xiàn)象為_____。

若猜想2成立，則實驗現(xiàn)象為_____。

若猜想3成立，則實驗現(xiàn)象為_____。

（實驗驗證）甲同學取濾液少許于試管中，向試管中滴加鐵氰化鉀溶液或無色的硫氰化鉀溶液中的一種試劑就證明了猜想2成立，甲同學滴加的試劑為_____。

Answer 1

【答案】-1價 增大反應物接觸面積，從而增大反應速率 Fe3O4 ①④ ②③ ①③ 無色的硫氰化鉀溶液

【解析】

Ⅰ．二硫化亞鐵（FeS2）中鐵元素的化合價為+2價，根據化合物中各元素的化合價代數和為零，設硫元素的化合價為x，則（+2）+2x＝0，解得x＝（-1），所以二硫化亞鐵（FeS2）中硫元素的化合價為-1價；故填：-1價；

Ⅱ．反應物顆粒越小，反應時接觸面積越大，反應速率越快，所以將黃鐵礦粉碎，目的是增大反應物接觸面積，從而增大反應速率；故填：增大反應物接觸面積，從而增大反應速率；

[提出猜想]鐵的氧化物有三種：FeO、Fe2O3和Fe3O4，所以猜想3為爐渣中鐵的氧化物為Fe3O4；故填：Fe3O4；

[方案設計]若猜想1成立，爐渣中鐵的氧化物為FeO，根據“向FeCl2溶液中滴加鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加鐵氰化鉀溶液不產生藍色沉淀”推出A試管中滴加鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，B試管中無現(xiàn)象；若猜想2成立，爐渣中鐵的氧化物為Fe2O3，A試管中無現(xiàn)象，B試管中溶液變成紅色；若猜想3成立，A試管中滴加鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，B試管中滴入少量無色的硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)榧t色；故填：①④、②③、①③；

[實驗驗證]取濾液少許于試管中，向試管中滴加鐵氰化鉀溶液不產生藍色沉淀，向試管中滴加無色的硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)榧t色，所以甲同學滴加的試劑為無色的硫氰化鉀溶液；故填：無色的硫氰化鉀溶液。