Question

某赤鐵礦樣品中含有少量Al₂O₃，SiO₂等雜質(zhì)，利用該礦石樣品制取綠礬，其生產(chǎn)流程圖如圖所示：
請(qǐng)回答：
（1）寫(xiě)出下列物質(zhì)主要成分的化學(xué)式，沉淀B

 

，綠礬

 

．
（2）加入的試劑c應(yīng)過(guò)量，目的是

 

（3）操作Ⅰ、Ⅱ都需要的玻璃儀器有

 

、

 

、

 

．
（4）寫(xiě)出赤鐵礦+試劑a反應(yīng)的離子方程式：

 

（5）檢驗(yàn)溶液C中金屬陽(yáng)離子的方法是

 

．
（6）向溶液D中滴加NaOH溶液，現(xiàn)象是

 

，涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式有

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：某赤鐵礦樣品中含有少量Al₂O₃，SiO₂等雜質(zhì)，利用該礦石樣品制取綠礬，應(yīng)首先除去Al₂O₃，SiO₂等雜質(zhì)，其中Al₂O₃為兩性氧化物，SiO₂可與氫氧化鈉反應(yīng)，由沉淀B制備綠礬的流程可知加入試劑a除去SiO₂，則a為NaOH溶液，溶液A中含有NaAlO₂、Na₂SiO₃等，沉淀B中主要含有Fe₂O₃，操作Ⅰ為過(guò)濾，然后在B中加入足量稀硫酸，過(guò)濾除去雜質(zhì)，溶液C為Fe₂（SO₄）₃，加入還原劑Fe，可得到FeSO₄溶液，經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶得到綠礬，以此解答該題．

解答： 解：某赤鐵礦樣品中含有少量Al₂O₃，SiO₂等雜質(zhì)，利用該礦石樣品制取綠礬，應(yīng)首先除去Al₂O₃，SiO₂等雜質(zhì)，其中Al₂O₃為兩性氧化物，SiO₂可與氫氧化鈉反應(yīng)，由沉淀B制備綠礬的流程可知加入試劑a除去SiO₂，則a為NaOH溶液，溶液A中含有NaAlO₂、Na₂SiO₃等，沉淀B中主要含有Fe₂O₃，操作Ⅰ為過(guò)濾，然后在B中加入足量稀硫酸，過(guò)濾除去雜質(zhì)，溶液C為Fe₂（SO₄）₃，加入還原劑Fe，可得到FeSO₄溶液，經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶得到綠礬，
（1）由以上分析可知B的主要成分為Fe₂O₃，綠礬為FeSO₄?7H₂O，故答案為：Fe₂O₃；FeSO₄?7H₂O；
（2）試劑c為還原劑Fe，可與Fe₂（SO₄）₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到FeSO₄溶液，故答案為：使Fe₂（SO₄）₃充分被還原生成FeSO₄；
（3）操作Ⅰ、Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾操作，需要的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒等，故答案為：漏斗；燒杯；玻璃棒；
（4）赤鐵礦+試劑a的反應(yīng)為氫氧化鈉和二氧化硅的反應(yīng)，離子方程式SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（5）C為Fe₂（SO₄）₃，含有的陽(yáng)離子為Fe³⁺，與KSCN反應(yīng)，溶液變?yōu)榧t色，可用KSCN檢驗(yàn)，做法為取溶液C少許于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色（或紅色），則證明待測(cè)液中金屬陽(yáng)離子為Fe³⁺，
故答案為：取溶液C少許于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色（或紅色），則證明待測(cè)液中金屬陽(yáng)離子為Fe³⁺；
（6）D為FeSO₄溶液，滴加NaOH溶液，首先發(fā)生FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄，F(xiàn)e（OH）₂不穩(wěn)定，易被氧化生成Fe（OH）₃，發(fā)生4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，可觀察到先生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色，
故答案為：生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色；FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃．

點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)驗(yàn)流程形式考查鋁、硅、鐵的化合物的性質(zhì)、常用化學(xué)用語(yǔ)的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離提純等，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．