Question

【題目】化學(xué)來源于生活又服務(wù)于生活，化工生產(chǎn)是指對原料進行化學(xué)加工，最終獲得有價值的產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。某研究小組利用含硫酸亞鐵和硫酸銅的工業(yè)廢料制備鐵紅(氧化鐵)和硫酸銨晶體。流程如下：

請回答下列問題：

(1)操作I的名稱________________，濾渣的成分為__________________。

(2)簡述下列實驗操作：

①檢驗溶液A中金屬陽離子的方法為____________________________________________________；

②檢驗固體B是否洗滌干凈的方法是____________________________________________________。

(3)請寫出溶液A中反應(yīng)的離子方程式_______________________________________________________

(4) 測定廢料中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)：稱取a g廢料樣品，將操作I得到的濾渣用足量的稀硫酸溶解、過濾、洗滌、干燥，稱得固體的質(zhì)量為b g，則廢料中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)為_______________(寫出表達式。)

(5) 某同學(xué)提出另一種制備鐵紅的方法：往工業(yè)廢水中加入足量的硫酸和雙氧水，通過下列操作也可以得到鐵紅，請配平下列離子方程式_____ Fe2++ _____ H2O2 + _____ H+= _____ Fe3+ + ____ H2O

Answer 1

【答案】過濾 Fe Cu 取少量液體于試管中，滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀的紫紅色褪去，證明含有Fe2+ ；取最后一次洗滌液少許于試管中，加入氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則已洗滌干凈 10H2O+ 8NH3 +O2 + 4Fe2+ = 4 Fe(OH)3 + 8NH4+ (5b/2a)×100% 2 1 2 2 2

【解析】

硫酸亞鐵和硫酸銅中加入硫酸和過量的鐵粉，鐵和硫酸銅反應(yīng)置換出銅，所以溶液A為硫酸亞鐵，濾渣為鐵和銅。溶液A中通入氨氣和氧氣，硫酸亞鐵和氨氣和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵和硫酸銨，固體B為氫氧化鐵，氫氧化鐵固體加熱得到氧化鐵。

硫酸亞鐵和硫酸銅中加入硫酸和過量的鐵粉，鐵和硫酸銅反應(yīng)置換出銅，所以溶液A為硫酸亞鐵，濾渣為鐵和銅。溶液A中通入氨氣和氧氣，硫酸亞鐵和氨氣和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵和硫酸銨，固體B為氫氧化鐵，氫氧化鐵固體加熱得到氧化鐵。

(1)操作I是分離固體和液體，所以為過濾； 濾渣為Fe和Cu；

(2) ①溶液A中的陽離子為亞鐵離子，可以利用其還原性，使用酸性高錳酸鉀溶液進行檢驗，操作為：取少量液體于試管中，滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀的紫紅色褪去，證明含有Fe2+ ；

②固體B為氫氧化鐵，可能吸附有硫酸根離子，所以檢驗固體是否洗凈，就是檢驗最后一次的洗滌液是否含有硫酸根離子，操作方法為：取最后一次洗滌液少許于試管中，加入氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則已洗滌干凈 ；

(3)硫酸亞鐵和氨氣和氧氣反應(yīng)生成硫酸銨和氫氧化鐵沉淀，離子方程式為：10H2O+ 8NH3 +O2 + 4Fe2+ = 4 Fe(OH)3 + 8NH4+ ；

(4)操作I得到的濾渣為鐵和銅，用足量的硫酸溶解后，得到的固體為銅，則根據(jù)硫酸銅和銅的關(guān)系分析，銅的質(zhì)量為bg，則硫酸銅的質(zhì)量為g=5b/2g，硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)為(5b/2a)×100% ；

(5) 反應(yīng)中亞鐵離子的化合價從+2價升高到+3價，改變1價，過氧化氫中的氧元素的化合價從-1降低到-2價，所以二者的比例為2:1，再根據(jù)原子守恒和電荷守恒配平，該離子方程式為：2Fe2++ H2O2 + 2H+= 2Fe3++2H2O。