Question

绿矾(FeSO₄·7H₂O)广泛用于工农业生产。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生成纯净绿矾的一种方法：

查询资料，得有关物质的数据如下表：

25℃时	pH值
饱和H2S溶液	3.9
SnS沉淀完全	1.6
FeS开始沉淀	3.0
FeS沉淀完全	5.5

（1）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是_________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是_________________________；

（2）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其洗涤的目的是_________________________；用冰水的原因是_________________________；

（3）次氯酸盐在碱性条件下氧化硫酸亚铁可得高冷净水剂K₂FeO₄，离子方程式为_______________；

（4）25℃时，将FeSO₄·7H₂O样品溶于水配成FeSO₄溶液，该溶液中的Fe²⁺在空气中易被氧化成Fe³⁺，若向完全被氧化后的溶液中滴加NaOH溶液，当滴至溶液的pH=4时，溶液中的c(Fe³⁺)=________mol/L。[已知该温度下，Fe(OH)₃的Ksp=4.0×10^-38]

（5）将8.34gFeSO₄·7H₂O样品隔绝空气加热脱水，其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示：

①在100℃时M的化学式为______________________；

②FeSO₄·7H₂O晶体中有______种不同结合力的水分子。

Answer

（1）防止Fe2+沉淀 除去Sn2+并防止Fe2+被氧化 （2）洗去晶体表面的硫酸等杂质，降低晶体的溶液度，减少损失 （3）2ClO-+Fe2 ++4OH-=FeO42-+2Cl-+2H2O （4）4.0×10-8 （5）①FeSO4·4H2O ②3

【解析】

试题分析：（1）通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn2+完全沉淀，亚铁离子不沉淀；（2）晶体洗涤的目的是除去晶体表面附着的溶液，主要是硫酸等杂质，冰水温度低，物质溶解度减小，避免绿矾溶解带来的损失；（3）次氯酸盐在碱性条件下氧化硫酸亚铁可得高冷净水剂K2FeO4，离子方程式为2ClO-+Fe2 ++4OH-=FeO42-+2Cl-+2H2O；（4）当溶液pH=4时，c(OH-)=1×10-10mol/L，c(Fe3+)=Ksp/ c3(OH-)=4.0×10-8 mol/L；（5）①8.34g FeS04•7H20样品物质的量=8.34g÷278g/mol=0.03mol，其中m(H20)=0.03mol×7×18g/mol=3.78g，如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g，可知在加热到373℃之前，晶体失去部分结晶水，温度为78℃时，固体质量为6.72g，其中m(FeS04)=0.03mol×152g/mol=4.56g，m(H20)=6.72g-4.56g=2.16g，n(H20)=2.16g÷18g/mol=0.12mol，则n(H20)：n(FeS04)=0.12mol：0.03mol=4：1，则化学式为FeSO4•4H2O；在100℃时，M的化学式为FeSO4•4H2O；②温度为l59℃时，固体质量为5.10g，其中m(FeS04)=0.03mol×152g/mol=4.56gm(H20)=5.10g-4.56g=0.54g，n(H20)=0.54g÷18g/mol=0.03mol，则n(H20)：n(FeS04)=0.03mol：0.03mol=1：1，则化学式为FeSO4•H2O；加热至373℃时，固体的质量为4.56g，其中m(FeS04)=0.03mol×152g/mol=4.56g；加热至633℃时，固体的质量为2.40g，其中n(Fe)=n( FeS04•7H20)=0.03mol，m(Fe)=0.03mol×56g/mol=1.68g，则固体中m(O)=2.40g-1.68g=0.72g，n(O)=0.72g÷16g/mol=0.045mol，则n(Fe)：n(O)=0.03mol：0.045mol=2：3，则固体物质Q的化学式为Fe2O3，FeSO4•7H2O晶体中有3种不同B结合力的水分子。

【考点定位】考查铁盐亚铁盐的性质应用、分离混合物的实验方法设计和分析判断、化学方程式的计算等。

【名师点晴】侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，注意把握物质的质量的变化关系，能读懂图象，从质量守恒的角度解答该题，其中流程分析是解题关键，具体分析是：铁屑加入稀硫酸生成硫酸亚铁、硫酸锡，过滤后得到滤液，将滤液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氢，可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化，过滤后得到滤液为硫酸亚铁，经蒸发浓硫酸、冷却结晶、过滤可得到FeSO4•7H2O，据此作答。