Question

1．綠礬（FeSO₄•7H₂O）可用做凈水劑、除草劑等．某研究小組測定了硫酸礦焙燒后的燒渣中主要成分（Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂，不考慮其它雜質）的含量并制備了綠礬，流程如下：

請回答下列問題：
（1）溶液A中含有的陰離子主要有AlO₂^-、SiO₃^2-和OH^-．
（2）試劑C是稀硫酸．
（3）③中反應的離子方程式是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（4）燒渣中Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂的物質的量之比是5：5：1．

Answer 1

分析 燒渣主要成份為Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂，不考慮其他雜質，與過量NaOH溶液混合，離子反應方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；Fe₂O₃和NaOH不反應，然后過濾得到的固體B為Fe₂O₃為8.0g，溶液A中含有Na⁺、AlO₂^-、SiO₃^2-和OH^-，加入過量鹽酸，發生的反應為離子反應方程式為OH^-+H⁺=H₂O、AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O、SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，然后過濾得到的固體F為H₂SiO₃↓，灼燒脫水得SiO₂為0.6g；固體B為Fe₂O₃為加過量試劑C溶解，因為要制備FeSO₄•7H₂O，所以試劑C為稀硫酸，發生反應為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，所得溶液D為硫酸鐵和過量稀硫酸的混合溶液，再加試劑E將三價鐵還原成二價鐵，所以試劑E為鐵單質，反應的離子方程式是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，最后將硫酸亞鐵溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到綠礬，據此分析．

解答 解：（1）通過以上分析知，溶液A中含有的陰離子主要有AlO₂^-、SiO₃^2-和OH^-，故答案為：OH^-；
（2）通過以上分析知，試劑C是稀硫酸，故答案為：稀硫酸；
（3）通過以上分析知，③中反應的離子方程式是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4）通過以上分析知，SiO₂為0.6g，Fe₂O₃為8.0g，所以Al₂O₃為13.7-8.0-0.6=5.1g，則燒渣中Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂的物質的量之比是$\frac{8.0}{160}$：$\frac{5.1}{102}$：$\frac{0.6}{60}$=5：5：1，故答案為：5：5：1．

點評 本題考查物質制備，為高頻考點，側重考查學生分析推斷及綜合應用能力，明確流程圖中發生的反應及物質分離提純方法是解本題關鍵，難度不大．