Question

【題目】實驗室里用硫酸廠燒渣（主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬（FeSO47H2O），其過程如圖1所示：
（1）畫出鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖 ，
（2）過程①中，F(xiàn)eS和O2、H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ．
（3）過程③中，需要加入的物質(zhì)名稱是 ． 過程④的實驗操作 ．
（4）過程⑥中，將溶液Z加熱到70℃～80℃，目的是 ．
（5）8.34g FeSO47H2O樣品在隔絕空氣條件下受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如圖2所示．下列說法中正確的是
A.溫度為78℃時固體物質(zhì)M的化學(xué)式為FeSO45H2O
B.溫度為159℃時固體物質(zhì)N的化學(xué)式為FeSO43H2O
C.在隔絕空氣條件下由N得到P的化學(xué)方程式為FeSO4 FeO+SO3↑
D.取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，得到一種固體物質(zhì)Q，同時有兩種無色氣體生成，Q的化學(xué)式為Fe2O3
（6）實驗室為測定所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實驗．①用分析天平稱取樣品2.700g；②將樣品溶于足量鹽酸后，加入足量的氯化鋇溶液；③過濾、洗滌、干燥、稱量，得固體質(zhì)量為3.495g．若該聚鐵主要成分為[Fe（OH）SO4]n ， 則該聚鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S
（3）Fe（或鐵）；蒸發(fā)結(jié)晶
（4）促進(jìn)Fe3+的水解
（5）D
（6）31.1%
【解析】解：（1）鐵為26號元素第ⅤⅢ族，四個電子層，最外層2個電子，原子結(jié)構(gòu)示意圖為： ，所以答案是： ；（2）反應(yīng)物為FeS、O2和H2SO4 ， 生成物有S，根據(jù)質(zhì)量守恒還應(yīng)有Fe2（SO4）3和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S，所以答案是：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S；（3）溶液X中含有Fe3+ ， 要制備綠礬，應(yīng)加入Fe使之還原為Fe2+ ， 加入鐵可生成Fe2+ ， 并且不引入新的雜質(zhì)，過程④是溶液中得到溶質(zhì)晶體可以通過蒸發(fā)結(jié)晶得到，所以答案是：Fe（或鐵），蒸發(fā)結(jié)晶；（4）過程⑥目的為促進(jìn)的水解，加熱有利于水解的進(jìn)行，促進(jìn)Fe3+的水解，所以答案是：促進(jìn)Fe3+的水解；（5）8.34g FeS047H20樣品物質(zhì)的量= =0.03mol，其中m（H20）=0.03mol×7×18g/mol=3.78g，如晶體全部失去結(jié)晶水，固體的質(zhì)量應(yīng)為8.34g﹣3.78g=4.56g，可知在加熱到373℃之前，晶體失去部分結(jié)晶水， A．溫度為78℃時，固體質(zhì)量為6.72g，其中m（FeS04）=0.03mol×152g/mol=4.56g，m（H20）=6.72g﹣4.56g=2.16g，n（H20）= =0.12mol，則n（H20）：n（FeS04）=0.12mol：0.03mol=4：1，則化學(xué)式為FeSO44H2O，故A錯誤；
B．溫度為l59℃時，固體質(zhì)量為5.10g，其中m（FeS04）=0.03mol×152g/mol=4.56g，m（H20）=5.10g﹣4.56g=0.54g，n（H20）= =0.03mol，則n（H20）：n（FeS04）=0.03mol：0.03mol=1：1，則化學(xué)式為FeSO4H2O，故B錯誤； C．m（FeS04）=0.03mol×152g/mol=4.56g，則在隔絕空氣條件下由N得到P的化學(xué)方程式為FeSO4H2O FeS04+H20，故C錯誤； D．加熱至633℃時，固體的質(zhì)量為2.40g，其中n（Fe）=n（ FeS047H20）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，則固體中m（O）=2.40g﹣1.68g=0.72g，n（O）= =0.045mol，則n（Fe）：n（O）=0.03mol：0.045mol=2：3，則固體物質(zhì)Q的化學(xué)式為Fe2O3 ， 故D正確．故選D．所以答案是：D．（6）過濾、洗滌、干燥，稱量，得固體質(zhì)量為3.495g，應(yīng)為BaSO4沉淀， n（BaSO4）= =0.015mol，則n（Fe3+）=n（SO42﹣）=0.015mol，
m（Fe）=0.015mol×56g/mol=0.84g，ω（Fe）= ×100%=31.1%，所以答案是：31.1%