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用工业废渣(主要含有Fe2O3、FeO及少量Al、Fe)制备FeSO4•7H2O的流程如图。(1)“浸泡”过程中反应的离子方程式为 2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO+3H2↑ 。

化学试题 01-27
(10分)用工业废渣(主要含有Fe2O3、FeO及少量Al、Fe)制备FeSO4•7H2O的流程如图。
 
(1)“浸泡”过程中反应的离子方程式为 2Al+2OH+2H2O=2AlO+3H2↑ 
(2)“还原”时,FeS2(难溶于水,铁为+2价)与溶液中的Fe2(SO4)3反应,产物为FeSO4和H2SO4,该反应的离子方程式为 14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++16H++2SO 
(3)检验“还原”反应已经完全的方法是 取少量还原后溶液于试管中,加入KSCN溶液,不出现红色则还原完全 
(4)由“还原”所得溶液制取FeSO4•7H2O晶体的操作过程为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、低温干燥 
(5)将FeSO4•7H2O在空气中加热分解所得气体冷却后可得绿矾油,绿矾油就是硫酸。验证绿矾油是硫酸的实验方法是 取少量绿矾油,向其中滴加紫色石蕊试液,若溶液变红,则说明其中含H+;另取少量绿矾油,向其中滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则说明其中含SO 
【分析】工业废渣(主要含Fe2O3、FeO,及少量Al、Fe等)加过量氢氧化钠溶解铝,浸泡、过滤,在滤渣中加硫酸溶解,金属和氧化物Fe2O3、FeO及少量Fe均转化为金属阳离子,再加FeS2把铁离子还原为Fe2+,有关的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++16H++2SO42﹣,过滤除去过量的FeS2,滤液中只含有Fe2+和H+,滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到纯净的FeSO4•7H2O晶体。
(1)为了除去铝元素,首先加过量碱浸泡,使其转变为偏铝酸钠溶液除去;
(2)“还原”时,FeS2与溶液中的Fe2(SO4)3反应,产物为FeSO4和H2SO4,FeS2共升高14价,铁下降1价,据此书写该反应的离子方程式;
(3)检验铁离子的试剂可以选择KSCN溶液,遇到铁离子变血红色;
(4)由反应后所得溶液获得晶体的实验方案一般为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(5)验证绿矾油是硫酸,就是要证明含氢离子和硫酸根离子。
【解答】解:(1)工业废渣(主要含Fe2O3、FeO,及少量Al、Fe等)加过量氢氧化钠溶解铝,浸泡,铝和氢氧化钠反应生成氢气和偏铝酸钠,2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑;
(2)由流程分析可知FeS2与溶液中的Fe2(SO4)3反应;﹣1价的硫不稳定具有还原性,FeS2可以将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而本身被氧化为硫酸,有关的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++16H++2SO42﹣

故答案为:14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++16H++2SO42﹣;
(3)实验后,为检验“还原”反应已经完全,取少量还原后溶液于试管中,滴加 KSCN溶液,没有出现血红色,说明还原完全,
故答案为:取少量还原后溶液于试管中,加入KSCN溶液,不出现红色则还原完全;
(4)由反应后所得溶液滤液中只含有Fe2+和H+,获得硫酸亚铁晶体的实验方案:蒸发浓缩、冷却结晶就制取得到FeSO4•7H2O晶体,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(5)验证绿矾油是硫酸,就是要证明含氢离子和硫酸根离子,所以验证绿矾油是硫酸的实验方法是:取少量绿矾油,向其中滴加紫色石蕊试液,若溶液变红,则说明其中含H+;另取少量绿矾油,向其中滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则说明其中含SO42﹣,
故答案为:取少量绿矾油,向其中滴加紫色石蕊试液,若溶液变红,则说明其中含H+;另取少量绿矾油,向其中滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则说明其中含SO42﹣。
【点评】本题以FeSO4•7H2O晶体的制备流程为知识背景,考查铝、铁的化合物的性质、离子方程式的书写、物质的分离提纯等,难度中等,清楚工艺流程原理是解题的关键,是对知识迁移的综合运用。
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