Question

【題目】鐵黃是一種重要的顏料，化學(xué)式為Fe2O3xH2O，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、文教用品等工業(yè)。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)利用硫酸渣（含F(xiàn)e2O3及少量的CaO、MgO等）和黃鐵礦粉（主要成分為FeS2）制備鐵黃的流程如圖：

（1）操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在兩種操作中的作用分別是________、________。

（2）試劑a最好選用______（供選擇使用的有：鋁粉、空氣、濃HNO3）；其作用是________。

（3）上述步驟中需用到氨氣．下列裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制氨氣的是______（填序號(hào)）。

（4）檢驗(yàn)溶液Z中含有NH4+的方法是________。

（5）查閱資料知，在不同溫度下Fe2O3被CO還原，產(chǎn)物可能為Fe3O4、FeO或Fe，固體質(zhì)量與反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示。

根據(jù)圖像推斷650℃時(shí)Fe2O3還原產(chǎn)物的化學(xué)式為________，并設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，證明該還原產(chǎn)物的成分（簡述實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論）________。儀器自選。可供選擇的試劑：稀H2SO4、稀鹽酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

Answer 1

【答案】 攪拌加速溶解（或攪拌加速反應(yīng)） 引流 空氣 作氧化劑，將Fe2+氧化為Fe3+ bd 取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍(lán)色，證明含有NH4+ FeO 取少量還原產(chǎn)物置于試管中，加入過量稀硫酸（或稀鹽酸），固體完全溶解且無氣泡產(chǎn)生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H2O2溶液，溶液變紅色，證明還原產(chǎn)物為FeO

【解析】

（1）操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在兩種操作中的作用分別是，操作Ⅰ是利用玻璃棒加速硫酸渣的溶解，操作Ⅱ是過濾實(shí)驗(yàn)操作，玻璃棒是起到引流作用。

（2）依據(jù)流程分析，試劑a是用來氧化亞鐵離子的，但選擇氧化劑不能引入新的雜質(zhì)，鋁粉引入新的雜質(zhì)，濃硝酸做氧化劑會(huì)產(chǎn)生污染氣體，最好選擇空氣做氧化劑氧化亞鐵離子，不會(huì)引入新的雜質(zhì)，不污染環(huán)境。

（3）a、加熱氯化銨分解后生成氨氣和氯化氫會(huì)在試管口重新生成氯化銨，不能制備氨氣，a錯(cuò)誤；

b、氨水滴入氧化鈣固體，氧化鈣會(huì)和水反應(yīng)生成氫氧化鈣放熱，使一水合氨分解生成氨氣，b正確；

c、氫氧化鈣和氯化銨固體加熱時(shí)需要試管口略向下傾斜，裝置中加熱會(huì)使生成的水倒流到試管底部炸裂試管，c錯(cuò)誤；

d、加熱濃氨水會(huì)分解生成氨氣，可以制取氨氣，d正確；

答案為選bd。

（4）溶液Z中含NH4+的實(shí)驗(yàn)方法是利用銨根離子和氫氧根離子結(jié)合反應(yīng)生成氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，即取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍(lán)色，證明含有NH4+。

（5）開始時(shí)氧化鐵的物質(zhì)的量是48g÷160g/mol＝0.3mol，當(dāng)恰好轉(zhuǎn)化為四氧化三鐵時(shí)質(zhì)量為，當(dāng)恰好轉(zhuǎn)化為氧化亞鐵時(shí)質(zhì)量為，即加熱溫度達(dá)到500℃～600℃時(shí)還原產(chǎn)物為Fe3O4，當(dāng)670℃時(shí)還原產(chǎn)物為FeO；亞鐵離子易被氧化，則驗(yàn)證還原產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)操作是取少量還原產(chǎn)物置于試管中，加入過量稀硫酸（或稀鹽酸），固體完全溶解且無氣泡產(chǎn)生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H2O2溶液，溶液變紅色，證明還原產(chǎn)物為FeO。