Question

【題目】鐵黃是一種重要的顏料，化學式為Fe2O3·xH2O，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、文教用品等工業(yè)。實驗室模擬工業(yè)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(chǎn)物可能為Fe3O4、FeO或Fe，固體質(zhì)量與反應溫度的關系如圖所示。

根據(jù)圖象推斷650℃時Fe2O3還原產(chǎn)物的化學式為___，并設計一個簡單的實驗，證明該還原產(chǎn)物的成分(簡述實驗操作、現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)物為FeO

【解析】

(1)操作Ⅰ是利用玻璃棒攪拌加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是過濾實驗，玻璃棒起到引流作用；

(2)依據(jù)流程分析，試劑a是用來氧化亞鐵離子的，選擇試劑時不能引入新的雜質(zhì)；

(3)a、加熱氯化銨分解后生成的氨氣和氯化氫會在試管口重新生成氯化銨，不能制得氨氣；

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；

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

d、加熱濃氨水會分解生成氨氣，可以制取氨氣；

(4)檢驗溶液Z中含NH4+，可利用銨根離子和氫氧根離子加熱反應生成氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；

(5)根據(jù)數(shù)據(jù)進行計算，結合產(chǎn)物進行判斷。

(1)操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，操作Ⅰ是利用玻璃棒攪拌加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是過濾實驗，玻璃棒起到引流作用；

(2)依據(jù)流程分析，試劑a是用來氧化亞鐵離子的，選擇試劑時不能引入新的雜質(zhì)，鋁粉不能將Fe2+氧化，濃硝酸做氧化劑會產(chǎn)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(zhì)，不污染環(huán)境；

(3)a、加熱氯化銨分解后生成的氨氣和氯化氫會在試管口重新生成氯化銨，不能制得氨氣；

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；

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

d、加熱濃氨水會分解生成氨氣，可以制取氨氣；

答案為bd；

(4)檢驗溶液Z中含NH4+，可利用銨根離子和氫氧根離子加熱反應生成氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；方法是取少量溶液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)根據(jù)圖示n（Fe2O3）==0.3mol；650℃時固體的質(zhì)量為43.2g，根據(jù)Fe守恒，43.2g固體中n（Fe）=0.6mol，n(O)==0.6mol，n(Fe)：n(O)=1:1，則還原產(chǎn)物為FeO；為驗證還原產(chǎn)物，在適量待檢物中加入過量稀H2SO4（或稀鹽酸）至完全溶解，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，可說明還原產(chǎn)物為FeO。