Question

鐵黃是一種重要的顏料，化學(xué)式為Fe₂O₃?xH₂O，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、文教用品等工業(yè)．實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)利用硫酸渣（含F(xiàn)e₂O₃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(shí)驗(yàn)室制氨氣的是______（填序號(hào)）．

（4）檢驗(yàn)溶液Z中含有的方法是______．
（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(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示．

根據(jù)圖象推斷670℃時(shí)Fe₂O₃還原產(chǎn)物的化學(xué)式為______，并設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，證明該還原產(chǎn)物的成分（簡述實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)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

解：（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(shí)驗(yàn)操作，玻璃棒是起到引流作用；
故答案為：攪拌加速溶解（或攪拌加速反應(yīng)）；引流；
（2）依據(jù)流程分析，試劑a是用來氧化亞鐵離子的主要，但選擇氧化劑不能引入新的雜質(zhì)，鋁粉引入新的雜質(zhì)，濃硝酸做氧化劑會(huì)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(huì)引入新的雜質(zhì)，不污染環(huán)境；
故答案為：空氣； 作氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）a、加熱氯化銨分解后生成氨氣和氯化氫會(huì)在試管口重新生成氯化銨；不能制的氨氣，故a不能；
b、氨水滴入氧化鈣固體，氧化鈣會(huì)和水反應(yīng)生成氫氧化鈣放熱，使一水合氨分解生成氨氣；故b符合；
c、氫氧化鈣和氯化銨固體加熱時(shí)需要試管口略向下傾斜，裝置中加熱會(huì)使生成的水倒流到試管底部炸裂試管；故c不選；
d、加熱濃氨水會(huì)分解生成氨氣，可以制取氨氣；故d符合；
故答案為：bd；
（4）溶液Z中含NH₄⁺的實(shí)驗(yàn)方法是利用銨根離子和氫氧根離子結(jié)合反應(yīng)生成氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；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(lán)色，證明含有NH₄⁺；
故答案為：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(lán)色，證明含有NH₄⁺；
（5）CO還原氧化鐵的還原產(chǎn)物為可能Fe₃O₄，F(xiàn)eO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達(dá)到500℃～600℃，質(zhì)量由46.4g減少為45g，還原產(chǎn)物為Fe₃O₄；650℃～700℃時(shí)，質(zhì)量由43.2g減少較大，還原產(chǎn)物為FeO，為驗(yàn)證還原產(chǎn)物，在適量待檢物中加入稀H₂SO₄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；
故答案為：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；
分析：（1）操作Ⅰ是利用玻璃棒加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是過濾實(shí)驗(yàn)操作，玻璃棒是起到引流作用；
（2）試劑a是把亞鐵離子氧化為鐵離子；選擇氧化劑不能引入新的雜質(zhì)，不能產(chǎn)生污染物；
（3）a、加熱氯化銨分解后生成氨氣和氯化氫會(huì)在試管口重新生成氯化銨；
b、氨水滴入氧化鈣固體，氧化鈣會(huì)和水反應(yīng)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(shí)需要試管口略向下傾斜；
d、加熱濃氨水會(huì)分解生成氨氣；
（4）溶液Z主要是銨鹽，依據(jù)銨根離子檢驗(yàn)方法分析判斷；
（5）CO還原氧化鐵的還原產(chǎn)物為可能Fe₃O₄，F(xiàn)eO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達(dá)到500℃～600℃，質(zhì)量由46.4g減少為45g，還原產(chǎn)物為Fe₃O₄；650℃～700℃時(shí)，質(zhì)量由43.2g減少較大，還原產(chǎn)物為FeO，利用亞鐵離子的還原性來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)提純和分離的方法分析，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，物質(zhì)性質(zhì)的綜合應(yīng)用，圖象分析判斷計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．