以废弃小铁钉和赤铁矿渣（主要成分为Fe2O3、SiO2和少量Al2O3）为原料均能制备FeSO4•7H2O晶体
（1）取4g废弃小铁钉，先用浓度为10%的碳酸钠溶液清除油渍，然后用倾斜法倒去碳酸钠溶液，用蒸馏水洗涤2～3次后，再加到如图1所示的三颈烧瓶中，再加入15mL 4.6mol•L-1的硫酸溶液。控制70～80℃水浴加热10～15分钟，将所得溶液经趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，得到FeSO4•7H2O晶体。
①NaOH溶液的作用是 吸收反应中可能产生的SO2等气体，防止污染环境吸收反应中可能产生的SO2等气体，防止污染环境。
②用冷水洗涤FeSO4•7H2O晶体的操作是 沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中加水至水浸没沉淀，待水自然流下，重复2～3次沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中加水至水浸没沉淀，待水自然流下，重复2～3次
③将FeSO4•7H2O晶体在隔绝空气条件下加热到800℃，生成红棕色固体，写出反应方程式 2FeSO4•7H2O 800℃ Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑2FeSO4•7H2O 800℃ Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。
（2）以赤铁矿渣为原料制备FeSO4•7H2O晶体，请补充完整相应的实验方案：取一定量的赤铁矿渣，在不断搅拌下，分批次加入到足量1.0mol/L稀硫酸中，充分反应后过滤，用1.0mol•L-1NaOH调节溶液pH到3.5～4.1，生成Fe（OH）3沉淀，过滤、洗涤、将沉淀溶入1.0mol•L-1硫酸溶液中，同时加入过量铁粉，充分反应后，过滤在不断搅拌下，分批次加入到足量1.0mol/L稀硫酸中，充分反应后过滤，用1.0mol•L-1NaOH调节溶液pH到3.5～4.1，生成Fe（OH）3沉淀，过滤、洗涤、将沉淀溶入1.0mol•L-1硫酸溶液中，同时加入过量铁粉，充分反应后，过滤，向滤液中加乙醇，在恒温水浴槽中冷却结晶，过滤，用丙酮洗涤，干燥。
已知该实验中pH=3.5时，Fe3+沉淀完全；pH=4.1时，Al3+开始沉淀。实验中必须使用的试剂：1.0mol•L-1H2SO4、1.0mol•L-1NaOH、铁粉。
（3）通过下列方法测定产品纯度：准确称取3.000g FeSO4•7H2O样品，加适量水溶解，配成100mL溶液，取20.00mL溶液置于锥形瓶中，用0.02000mol•L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定（杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应），经3次测定，每次消耗KMnO4溶液的体积如表。
800
℃
800
℃
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| 消耗KMnO4溶液体积 | 19.98mL | 20.58mL | 20.02mL |
消耗KMnO4溶液的平均体积V=mL=20.00mL；
20mL溶液中，n（KMnO4）=0.02000mol•L−1×20.00×10−3L=4.000×10−4mol；
根据电子守恒关系：5FeSO4•7H2O～KMnO4可知，n（FeSO4•7H2O）=4.000×10−4mol×5=2.000×10−3mol；
100mL溶液中，n（FeSO4•7H2O）=2.000×10−3mol×5=1.000×10−2mol；
FeSO4•7H2O的质量分数ω=×100%≈92.67%。
19
.
98
+
20
.
02
2
20mL溶液中，n（KMnO4）=0.02000mol•L−1×20.00×10−3L=4.000×10−4mol；
根据电子守恒关系：5FeSO4•7H2O～KMnO4可知，n（FeSO4•7H2O）=4.000×10−4mol×5=2.000×10−3mol；
100mL溶液中，n（FeSO4•7H2O）=2.000×10−3mol×5=1.000×10−2mol；
FeSO4•7H2O的质量分数ω=
1
.
000
×
1
0
-
2
mol
×
278
g
/
mol
3
.
000
g
消耗KMnO4溶液的平均体积V=mL=20.00mL；
20mL溶液中，n（KMnO4）=0.02000mol•L−1×20.00×10−3L=4.000×10−4mol；
根据电子守恒关系：5FeSO4•7H2O～KMnO4可知，n（FeSO4•7H2O）=4.000×10−4mol×5=2.000×10−3mol；
100mL溶液中，n（FeSO4•7H2O）=2.000×10−3mol×5=1.000×10−2mol；
FeSO4•7H2O的质量分数ω=×100%≈92.67%。
。（写出具体计算过程）19
.
98
+
20
.
02
2
20mL溶液中，n（KMnO4）=0.02000mol•L−1×20.00×10−3L=4.000×10−4mol；
根据电子守恒关系：5FeSO4•7H2O～KMnO4可知，n（FeSO4•7H2O）=4.000×10−4mol×5=2.000×10−3mol；
100mL溶液中，n（FeSO4•7H2O）=2.000×10−3mol×5=1.000×10−2mol；
FeSO4•7H2O的质量分数ω=
1
.
000
×
1
0
-
2
mol
×
278
g
/
mol
3
.
000
g
【考点】制备实验方案的设计；探究物质的组成或测量物质的含量．
【答案】吸收反应中可能产生的SO2等气体，防止污染环境；沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中加水至水浸没沉淀，待水自然流下，重复2～3次；2FeSO4•7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑；在不断搅拌下，分批次加入到足量1.0mol/L稀硫酸中，充分反应后过滤，用1.0mol•L-1NaOH调节溶液pH到3.5～4.1，生成Fe（OH）3沉淀，过滤、洗涤、将沉淀溶入1.0mol•L-1硫酸溶液中，同时加入过量铁粉，充分反应后，过滤；消耗KMnO4溶液的平均体积V=mL=20.00mL；
20mL溶液中，n（KMnO4）=0.02000mol•L−1×20.00×10−3L=4.000×10−4mol；
根据电子守恒关系：5FeSO4•7H2O～KMnO4可知，n（FeSO4•7H2O）=4.000×10−4mol×5=2.000×10−3mol；
100mL溶液中，n（FeSO4•7H2O）=2.000×10−3mol×5=1.000×10−2mol；
FeSO4•7H2O的质量分数ω=×100%≈92.67%。
800
℃
19
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98
+
20
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02
2
20mL溶液中，n（KMnO4）=0.02000mol•L−1×20.00×10−3L=4.000×10−4mol；
根据电子守恒关系：5FeSO4•7H2O～KMnO4可知，n（FeSO4•7H2O）=4.000×10−4mol×5=2.000×10−3mol；
100mL溶液中，n（FeSO4•7H2O）=2.000×10−3mol×5=1.000×10−2mol；
FeSO4•7H2O的质量分数ω=
1
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000
×
1
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000
g
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：23引用：2难度：0.5
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
