Question

20．硫酸廠的燒渣的主要成分為鐵的氧化物（含少量FeS及SiO₂），可以利用此燒渣制備堿式硫酸鐵[化學(xué)式為Fex（OH）y（SO₄）z•nH₂O]，主要流程如下：

（1）焙燒產(chǎn)生的二氧化硫會(huì)污染環(huán)境形成酸雨，該酸雨為硫酸（填“硫酸”或“硝酸”）型酸雨．
下列措施不能防止或減少酸雨產(chǎn)生的是a（填字母）．
a．在已酸化的土壤中加石灰
b．對(duì)含硫化石燃料進(jìn)行脫硫處理
c．對(duì)產(chǎn)生的二氧化硫進(jìn)行吸收和利用
（2）酸溶時(shí)加入的試劑a是硫酸（填化學(xué)式）．過(guò)濾操作所用的玻璃儀器主要有玻璃棒、燒杯、漏斗．
（3）反應(yīng)l中加雙氧水的目的是使溶液（或?yàn)V液）中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
（4）為確定堿式硫酸鐵的化學(xué)式，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①稱取1.692g堿式硫酸鐵樣品溶于足量的稀鹽酸中并充分混合；
②向①所得的混合物中加入足量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、
稱重，得沉淀2.330g．若取此時(shí)的濾液少許，向其中滴加硫氰化鉀溶液，可觀察到的現(xiàn)象為溶液呈血紅色，反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
③若向步驟②的濾液中加入過(guò)量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，再將沉淀過(guò)濾、洗滌、灼燒、稱重，得固體0.640g．則堿式硫酸鐵[Fex（OH）y（SO₄）z•nH₂O]樣品中的y：z=2：5．

Answer 1

分析 硫酸廠的燒渣的主要成分為鐵的氧化物（含少量FeS及SiO₂），在空氣中焙燒生成二氧化硫氣體和固體為SiO₂及鐵的氧化物，將固體用硫酸溶解生成硫酸亞鐵溶液，二氧化硅不溶于酸，為濾渣的成份，濾液中加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，再調(diào)節(jié)溶液的pH值可得堿式硫酸鐵，
（1）焙燒產(chǎn)生的二氧化硫會(huì)形成硫酸型酸雨，根據(jù)減小二氧化硫的排放判斷減少酸雨的方法；
（2）根據(jù)上面的分析可知，酸溶時(shí)用硫酸溶解，過(guò)濾操作所用的玻璃儀器主要有玻璃棒、燒杯、漏斗；
（3）反應(yīng)l中加雙氧水可以將亞鐵離子氧化成鐵離子；
（4）為確定堿式硫酸鐵的化學(xué)式，取堿式硫酸鐵樣品溶于足量的稀鹽酸中并充分混合，加入足量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、
稱重，得硫酸鋇沉淀的質(zhì)量，過(guò)濾，在濾液中加入過(guò)量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，再將沉淀過(guò)濾、洗滌、灼燒、稱重，得氧化鐵的質(zhì)量，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量和氧化鐵的質(zhì)量可計(jì)算得硫酸根離子和鐵離子的物質(zhì)的量，根據(jù)電荷守恒可計(jì)算出氫氧根離子的物質(zhì)的量，據(jù)此確定y：z的值；

解答 解：硫酸廠的燒渣的主要成分為鐵的氧化物（含少量FeS及SiO₂），在空氣中焙燒生成二氧化硫氣體和固體為SiO₂及鐵的氧化物，將固體用硫酸溶解生成硫酸亞鐵溶液，二氧化硅不溶于酸，為濾渣的成份，濾液中加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，再調(diào)節(jié)溶液的pH值可得堿式硫酸鐵，
（1）焙燒產(chǎn)生的二氧化硫會(huì)形成硫酸型酸雨，
a．在已酸化的土壤中加石灰，不能防止或減少酸雨產(chǎn)生；
b．對(duì)含硫化石燃料進(jìn)行脫硫處理，可以防止或減少酸雨產(chǎn)生；
c．對(duì)產(chǎn)生的二氧化硫進(jìn)行吸收和利用，可以防止或減少酸雨產(chǎn)生，故選a，
故答案為：硫酸；a；
（2）根據(jù)上面的分析可知，酸溶時(shí)用硫酸溶解，過(guò)濾操作所用的玻璃儀器主要有玻璃棒、燒杯、漏斗，
故答案為：硫酸；漏斗；
（3）反應(yīng)l中加雙氧水可以將亞鐵離子氧化成鐵離子，使溶液（或?yàn)V液）中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
故答案為：使溶液（或?yàn)V液）中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
（4）為確定堿式硫酸鐵的化學(xué)式，取堿式硫酸鐵樣品溶于足量的稀鹽酸中并充分混合，加入足量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、
稱重，得硫酸鋇沉淀的質(zhì)量，過(guò)濾，在濾液中加入過(guò)量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，再將沉淀過(guò)濾、洗滌、灼燒、稱重，得氧化鐵的質(zhì)量，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量和氧化鐵的質(zhì)量可計(jì)算得硫酸根離子和鐵離子的物質(zhì)的量，根據(jù)電荷守恒可計(jì)算出氫氧根離子的物質(zhì)的量，據(jù)此確定y：z的值；
②向①所得的混合物中加入足量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、稱重，若取此時(shí)的濾液少許，向其中滴加硫氰化鉀溶液，可觀察到的現(xiàn)象為 溶液呈血紅色，反應(yīng)的離子方程式為 Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：干燥；溶液呈血紅色；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
③若向步驟②的濾液中加入過(guò)量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，再將沉淀過(guò)濾、洗滌、灼燒、稱重，得固體氧化鐵為0.640g，其物質(zhì)的量為0.004mol，①所得的混合物中加入足量的BaCl₂溶液，得沉淀硫酸鋇為2.330g，其物質(zhì)的是來(lái)0.01mol，根據(jù)電荷守恒有n（OH^-）+0.01mol×2=0.004mol×2×3，所以n（OH^-）=0.004mol，所以y：z=0.004：0.01=2：5，
故答案為：2：5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)物質(zhì)的制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，明確制備原理及化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方法為解答關(guān)鍵，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)高鐵不是很熟悉，但是鐵與亞鐵之間的轉(zhuǎn)化還是很容易實(shí)現(xiàn)的，起點(diǎn)高，落點(diǎn)低，是一道質(zhì)量較好的題目．