Question

（16分）實驗室由含鐵廢銅為原料生產膽礬（CuSO₄·5H₂O）和石膏（CaSO₄·2H₂O）的實驗流程如圖所示：

    相關物質在不同溫度下的溶解度（g/100g水）見下表。

溫度（℃）	20	40	60	80	100
石膏	0.32	0.26	0.15	0.11	0.07
膽礬	32	44.6	61.8[	83.8	114

請回答下列問題：

（1）紅褐色濾渣的主要成分是               （寫化學式）。

（2）在進行操作I時的最佳溫度是            ℃。

（3）從溶液中分離出產品II的操作II應為           、過濾、        、干燥。

（4）取樣檢驗步驟中檢驗的是Fe³⁺，檢驗Fe³⁺最靈敏的試劑是大家熟知的KSCN，可以檢驗痕量的Fe³⁺。還可用KI來檢驗：2Fe³⁺+2I^－2Fe²⁺+I₂，有資料認為這可能是一個可逆反應。Fe³⁺與I^－反應后的溶液顯深紅色，它是I₂溶于KI溶液的顏色。為探究該深紅色溶液中是否含Fe³⁺，進而證明這是否是一個可逆反應，試利用實驗室常用儀器、用品及以下試劑設計方案并填寫位于答題卷的下表。0.1 mol/L的FeCl₃、KI、KSCN、NaOH、H₂SO₄、KMnO₄溶液，CCl₄，蒸餾水。

編號	實驗操作	預期現象和結論
①	在試管中加入少量FeCl3溶液和      （填少量、過量）的KI溶液。	深紅色如期出現
②	將試管中的混合溶液轉移至         （填儀器）中，倒入一定量的        ，                                 。
③

 

Answer 1

【答案】

（1）Fe(OH)₃（2分）      （2）100（2分）       （3）冷卻結晶  洗滌（2分）

（4）（10分）

編號	實驗操作	預期現象和結論
①	過量（2分）
②	分液漏斗（1分）；CCl4（1分）；塞住活塞，充分振蕩（萃�。�，靜置（1分）	液體分層，上層接近無色，下層紫紅色（1分）
③	打開活塞，先放出下層液體，再從分液漏斗的上口中倒出水層于試管中，加入KSCN溶液（2分）	出現血紅色，則反應后的混合物中含Fe3+，進而證明這的確是一個可逆反應；反之則不含Fe3+，進而證明不是一個可逆反應（2分）

【解析】（1）常見的紅褐色沉淀是氫氧化鐵。

（2）根據物質在不同溫度下的溶解度可知，膽礬的溶解度隨溫度的升高而增大，但石膏的溶解度隨溫度的升高而降低，所以趁熱過濾的溫度應是100℃為宜，這樣過濾得到的主要是石膏。

（3）趁熱過濾得到的濾液是熱的硫酸銅飽和溶液，所以通過冷卻結晶即得到膽礬，然后過濾，洗滌，干燥即可。

（4）若碘化鉀不足，則氯化鐵一定過量，因此進行后續的反應。所以碘化鉀應是過量的，即在過量的情況下，若仍能檢驗出鐵離子，則可注明反應是可逆反應。因為反應中有碘單質生成，所以為了分離出單質碘，需要通過萃取，萃取需要分液漏斗。萃取之和向水溶液中滴入適量的KSCN溶液來檢驗鐵離子的存在即可。