Question

2．工業上采用硫鐵礦焙燒去硫后的燒渣（主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃，不考慮其他雜質） 制取七水合硫酸亞鐵（FeSO₄•7H₂O），流程如圖：

（1）濾渣Ⅰ的主要成分是SiO₂（填化學式）．
（2）還原時，試劑X若選用SO₂，則反應后的陰離子是SO₄^2-（填化學式）．
（3）從分離出濾渣II后的濾液中得到產品，應進行的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．
（4）七水合硫酸亞鐵（FeSO₄•7H₂O） 在醫學上常用作補血劑．某課外小組通過以下實驗方法測定某補血劑中亞鐵離子的含量．
步驟a：取10片補血劑樣品除去糖衣、研磨、溶解、過濾，將濾液配成250mL溶液；
步驟b：取上述溶液25mL于錐形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐漸滴加0.0100mol/L的KMnO₄溶液，至恰好完全反應，記錄消耗的KMnO₄溶液的體積（假定藥品中其他成分不與KMnO₄反應），發生的反應為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
步驟c：重復“步驟b”2～3次，平均消耗KMnO₄溶液20.00mL．
①步驟a中配制溶液時需要的玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管外，還需要玻璃棒、250mL容量瓶．
②該補血劑中亞鐵離子的含量為56mg/片 （請寫出計算過程）．

Answer 1

分析 燒渣中加入稀硫酸，得到硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，在濾液中加入試劑X，還原硫酸鐵得到硫酸鋁和硫酸亞鐵溶液，調節溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀，濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，溶液經蒸發結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O，以此解答該題．

解答 解：燒渣中加入稀硫酸，得到硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，在濾液中加入試劑X，還原硫酸鐵得到硫酸鋁和硫酸亞鐵溶液，調節溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀，濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，溶液經蒸發結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）二氧化硅不與稀硫酸反應，濾渣1為二氧化硅；
故答案為：SiO₂；       
（2）試劑X若選用SO₂，發生反應：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，則陰離子為SO₄^2-；
故答案為：SO₄^2-；
（3）濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，即Al（OH）₃，溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O；
故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶；
（4）①配制250mL溶液需要的玻璃儀器除有燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、250 mL容量瓶；
故答案為：玻璃棒；250 mL容量瓶；
②MnO₄^-～5Fe²⁺
25mL溶液中：n（Fe²⁺）=5 n（MnO₄^-）=5×0.0100mol/L×20.00×10^-3L=10^-3 mol，
250 mL溶液中：n（Fe²⁺）=10^-3 mol×10=10^-2mol，
1片補血劑樣品中：n（Fe²⁺）=10^-3mol，
m（Fe²⁺）=10^-3mol×56g/mol=0.056g=56mg；
故答案為：56．

點評 本題考查化學實驗制備方案設計，為高頻考點，涉及鹽類水解、氧化還原反應等知識點，明確反應原理及物質性質是解本題關鍵，熟悉流程圖中發生的反應及基本操作方法，題目難度中等．