Question

18．某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（主要成分為Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃，不考慮其他雜質(zhì)）制取七水合硫酸亞鐵（FeSO₄•7H₂O），設(shè)計(jì)了如下流程：

（1）固體1中一定含有的物質(zhì)是SiO₂（填化學(xué)式）．
（2）試劑X選用Fe，寫出試劑X與溶液1反應(yīng)的離子方程式2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（3）從溶液2中獲得FeSO₄•7H₂O晶體的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（主要成分為Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃，不考慮其他雜質(zhì)）中加入足量稀硫酸，發(fā)生的反應(yīng)有Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后過濾，得到的固體1成分為SiO₂，濾液1中含有Fe₂（SO₄）₃、H₂O、Al₂（SO₄）₃；在濾液1中加入X，然后加入NaOH溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH，得到沉淀Al（OH）₃ 和溶液2，從溶液2中能得到FeSO₄•7H₂O晶體，說明溶液2中溶質(zhì)為FeSO₄，則X具有還原性，能將Fe³⁺氧化為Fe²⁺，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則X為Fe，加入試劑X發(fā)生的離子反應(yīng)有2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，將溶液2蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到FeSO₄•7H₂O晶體，據(jù)此分析解答．

解答 解：硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（主要成分為Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃，不考慮其他雜質(zhì)）中加入足量稀硫酸，發(fā)生的反應(yīng)有Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后過濾，得到的固體1成分為SiO₂，濾液1中含有Fe₂（SO₄）₃、H₂O、Al₂（SO₄）₃；在濾液1中加入X，然后加入NaOH溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH，得到沉淀Al（OH）₃ 和溶液2，從溶液2中能得到FeSO₄•7H₂O晶體，說明溶液2中溶質(zhì)為FeSO₄，則X具有還原性，能將Fe³⁺氧化為Fe²⁺，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則X為Fe，加入試劑X發(fā)生的離子反應(yīng)有2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，將溶液2蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到FeSO₄•7H₂O晶體，
（1）通過以上分析知，固體1為難溶于稀硫酸的SiO₂，故答案為：SiO₂；
（2）通過以上分析知，X為Fe，試劑X與溶液1發(fā)生的離子反應(yīng)為2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：Fe；2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（3）從溶液中獲取晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，故答案為：冷卻結(jié)晶；過濾．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)分離和提純，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷及基本操作能力，明確物質(zhì)性質(zhì)及流程圖中可能發(fā)生的反應(yīng)、基本操作方法是解本題關(guān)鍵，注意X與溶液1的反應(yīng)中還有稀硫酸與Fe的反應(yīng)，為易錯點(diǎn)．