实验室可利用硫酸厂炉渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO4?7H2O），聚铁
分析流程可知炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到固体W为氧化还原反应生成的硫单质和SiO2等，溶液X为含有Fe3+离子的溶液，调节溶液PH得到溶液Z加热得到聚铁，溶液X中加入铁反应生成硫酸亚铁溶液Y，蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体
A、炉渣中FeS与硫酸和氧气反应生成硫单质硫酸铁和水，反应的离子方程式为4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O，故A正确；
B、炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到固体W为氧化还原反应生成的硫单质和SiO2等，固体W灼烧得到气体为二氧化硫，故B正确；
C、用pH试纸测定方法为：将试纸放在表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液，点在试纸的中央，然后与标准比色卡对比．氢氧化铁的含量比硫酸亚铁高，若溶液Z的PH偏小，则聚铁中生成的氢氧根的含量减少，使铁的含量减少，故C错误；
D、溶液X中加入过量铁粉，铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤析出得到绿矾，符合晶体析出步骤，故D正确；
故选C．
| (1)ACD (2)4FeS＋3O 2 ＋6H 2 SO 4 =2Fe 2 (SO 4 ) 3 ＋6H 2 O＋4S (3)Fe(或铁) (4)蒸发皿、玻璃棒 (5)B (6)促进Fe 3 ＋ 的水解 |
| (1)过程②中产生的气体是SO 2 ，具有漂白性(能使品红溶液褪色)；SO 2 对酸碱指示剂没有漂白作用。 (2)FeS化合价升高为1＋2＝3, O 2 化合价降低4，两者个数比是4∶3，再结合原子守恒配平。 (3)过程③中加入铁将Fe 3 ＋ 还原为Fe 2 ＋ ，又不引入杂质。 (4)蒸发溶液时将液体放在蒸发皿中，并不断用玻璃棒搅拌。 (5)中和过量硫酸，选择CaCO 3 固体，若选择NaOH 溶液，则易使Fe 3 ＋ 沉淀。 (6)升高温度，促进Fe 3 ＋ 的水解。 |
（2）反应物为FeS、O2和H2SO4，生成物有S，根据质量守恒还应有Fe2（SO4）3和H2O，
反应的化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S，
故答案为：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S；
（3）溶液X中含有Fe3+，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2+，加入铁可生成Fe2+，并且不引入新的杂质，
故答案为：Fe（或铁）；
（4）蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、蒸发皿、玻璃棒等仪器，可能还需要泥三角，故答案为：蒸发皿、玻璃棒；
（5）过程⑤调节pH应使溶液碱性增强，有利于聚铁的生成，
A．加入硫酸不能使溶液PH增大，故A错误；
B．加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙，会引入新的杂质，故B错误；
C．加入NaOH可使溶液碱性增强，生成的聚铁中不引入新的杂质，故C正确．
故答案为：C；
（6）过程⑤⑥目的为促进的水解，加热有利于水解的进行，促进Fe3+的水解，
故答案为：促进Fe3+的水解；
（7）过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g，应为BaSO4沉淀，
n（BaSO4）=
| 3.495g |
| 233g/mol |
则n（Fe3+）=n（SO42-）=0.015mol，
m（Fe）=0.015mol×56g/mol=0.84g，
ω（Fe）=
| 0.84g |
| 2.7g |
故答案为：31.1%
| （16分）（1）B（2分） （2）4FeS+3O 2 +6H 2 SO 4 =2Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O +4S（3分，写离子方程式“4FeS+3O 2 +12H + =4Fe 3+ +6H 2 O+4S”也得分） （3）Fe（或铁粉）（2分） （4）蒸发皿（或烧杯，多答石棉网不扣分）、玻璃棒（2分） （5）升高温度促进Fe 3+ 的水解（2分），过高温度不利于聚铁的形成（或者完全水解了）（1分） 注：答“温度太低不利于水解，温度过高难于生成聚铁（或意思相近）”也得分 （6）（4分）设铁元素的质量为xg，根据铁、硫元素守恒可得关系式，则： n Fe ～[Fe(OH)(SO 4 )] n ～ nBaSO 4 (1分) 56n 233n x 3.495g 56n/233n=x/3.495g（1分） x=0.84g（1分） 则样品中铁元素的质量分数=0.84/2.700×100%=31.11%（1分） |
| 试题分析：（1）SiO 2 的性质稳定，灼烧时不能反应，而S灼烧时易与O 2 反应生成SO 2 气体；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，故A错误；二氧化硫具有酸性氧化物的通性，易溶于水并与水反应生成亚硫酸，其溶液显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，但是不能褪色，故B正确；二氧化硫具有还原性，酸性高锰酸钾具有强氧化性，二者易发生氧化还原反应，因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；溴水具有氧化性，能被二氧化硫还原为溴离子，因此SO 2 能使溴水褪色，故D错误；（2）根据化合价升降情况可治，FeS是还原剂，O 2 是氧化剂，根据电子得失、电荷、原子守恒原理可得：4FeS+3O 2 +6H 2 SO 4 =2Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O +4S或4FeS+3O 2 +12H + =4Fe 3+ +6H 2 O+4S；（3）绿矾为七水合硫酸亚铁，由此推断步骤③的目的将Fe 3+ 还原为Fe 2+ ，根据除杂不引入新杂质的原则，应该加入过量的铁屑或铁粉；（4）蒸发浓缩、冷却结晶主要使用的仪器是蒸发皿、烧杯、玻璃棒、酒精灯；（5）铁盐能水解，水解反应是吸热反应，温度过低不利于Fe 3+ 的水解，升高温度可以促进Fe 3+ 的水解，但是温度过高时Fe 3+ 能彻底水解变为沉淀，胶体也会聚沉为沉淀，因此采用70～80℃的条件；（6）设铁元素的质量为xg，根据铁、硫元素守恒可得关系式，则： n Fe ～[Fe(OH)(SO 4 )] n ～ nBaSO 4 56n 233n x 3.495g 根据式量之比等于质量之比，则56n/233n=x/3.495g，解得：x=0.84g，所以样品中铁元素的质量分数=0.84/2.700×100%=31.11%。 |
| （1） （2） B D （3）SO 2 +2H 2 O-2e - =SO 4 2- +4H + B A 2SO 2 +O 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4 (或2SO 2 +O 2 +2H 2 O=4H + +2SO 4 2- )（4）5 Fe 2+ +MnO 4 - +8H + =5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O （5）滴定最后一滴酸性KMnO 4 时溶液呈淡紫色，半分钟内不褪色。（6）0.975或97.5% |
| 试题分析：（1）反应2SO 2 ＋O 2 2SO 3 的平衡常数表达式为 （2）A没有指明是正反应速率还是逆反应速率，没有意义。错误。B.由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以当反应达到平衡时各种气体的物质的量不变，则混合物的平均相对分子质量不变。正确。C．任何反应无论进行到什么程度，混合气体质量总是不变，=。因此不能作为反应达到平衡状态的标志。错误。D．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以当反应达到平衡时各种气体的物质的量不变，各种气体的体积也不变，总体积不变，所以各组分的体积分数不变。正确。所以该反应达到平衡状态的标志是B D。（3）因为在B电极区产生H 2 SO 4 ，说明SO 2 在B电极上失去电子，因此B电极为阳极，电极反应式为SO 2 +2H 2 O-2e - =SO 4 2- +4H + 根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液中H ＋ 的移动方向由B电极到A电极。电池总反应式为2SO 2 +O 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4 。（4）滴定时发生反应的离子方程式为5 Fe 2+ +MnO 4 - +8H + =5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O。（5）由于KMnO 4 为紫色，所以不用外加指示剂，利用其本身的颜色变化来判断反应终点。因此用硫酸酸化的KMnO 4 滴定终点的标志是滴定最后一滴酸性KMnO 4 时溶液呈淡紫色，半分钟内不褪色。n(KMnO 4 )= 0. 01 mol/L×0.04L×(250÷25)=4×10 -3 mol.则n(Fe 2+ )=5 n(KMnO 4 )= 5×4×10 -3 mol=0.02mol.所以上述产品中的FeSO 4 .7H 2 O质量分数为(0.02mol×278g/mol) ÷5.7 g×100%=97.5%. |
