Question

【題目】某興趣小組利用硫酸廠的燒渣（主要成分為：鐵的氧化物、少量FeS及SiO2），在實驗室制備堿式硫酸鐵[化學(xué)式為Fex(OH)y(SO4)z·nH2O]，主要流程如下：

（1）焙燒時產(chǎn)生的二氧化硫可用石灰乳吸收，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，該步驟中用石灰乳而不用澄清石灰水的原因是 。

（2）酸溶時加入的試劑a是 （填化學(xué)式），酸溶時發(fā)生反應(yīng)的屬于 反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）。過濾后獲得的濾渣的主要成分是 。

（3）反應(yīng)l中加雙氧水的目的是為了將溶液中的Fe2+氧化為 （填離子符號）。雙氧水作為該反應(yīng)氧化劑的優(yōu)點是 。

（4）流程中獲得堿式硫酸鐵[化學(xué)式為Fex(OH)y(SO4)z·nH2O]前省略的操作是 ﹑冷卻結(jié)晶﹑ 和低溫烘干。

（5）為確定堿式硫酸鐵的化學(xué)式，進行了如下實驗：

①稱取1.692 g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)過濾、洗滌、干燥、稱重，得沉淀2.330 g。

③若向步驟②的濾液中加入過量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，再將沉淀過濾、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的值為

Answer 1

【答案】（1）SO2 +Ca（OH）2== CaSO3+ H2O；因為石灰水中的氫氧化鈣是一種微溶物（2）硫酸；復(fù)分解反應(yīng)；SiO2（3）Fe3+；操作簡單，不溶于引入其他的雜質(zhì)（4）溶解；洗滌（5）2:5．

【解析】

試題分析：焙燒時產(chǎn)生的二氧化硫可用石灰乳吸收，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2 +Ca（OH）2== CaSO3+ H2O，該步驟中用石灰乳而不用澄清石灰水的原因是因為石灰水中的氫氧化鈣是一種微溶物。酸溶時加入的試劑a是硫酸，酸溶時發(fā)生反應(yīng)的屬于酸和金屬氧化物的反應(yīng)，屬于復(fù)分解反應(yīng)。過濾后獲得的濾渣的主要成分是不能反應(yīng)也不溶于中的二氧化硅。反應(yīng)l中加雙氧水的目的是為了將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+。雙氧水作為該反應(yīng)氧化劑的優(yōu)點是操作簡單，不溶于引入其他的雜質(zhì)。流程中獲得堿式硫酸鐵[化學(xué)式為Fex(OH)y(SO4)z·nH2O]前省略的操作是溶解﹑冷卻結(jié)晶﹑洗滌和低溫烘干。樣品中含有的SO42-的物質(zhì)的量是：n(SO42-)=2.3300 g÷233g/mol=0.01mol，向向步驟②的濾液中加過量的NaOH溶液，過濾、洗滌、灼燒、稱重，得固體質(zhì)量為0.6400 g。該固體為Fe2O3，F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量= 0.6400 g÷160g/mol=0.004mol，則Fe3+離子的物質(zhì)的量=0.008mol，由于任何化合物陽離子帶的正電荷總數(shù)與陰離子帶的負電荷總數(shù)相等。所以O(shè)H-的物質(zhì)的量=3×Fe3+的物質(zhì)的量-2× SO42-的物質(zhì)的量=3×0.008mol-2×0.01mol=0.004mol。則該堿式硫酸鐵樣品中的(OH－): (SO42-)的個數(shù)比= 0.004mol：0.01mol=2：5。