Question

【題目】工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)為原料制備高檔顏料——鐵紅(Fe2O3)，具體生產(chǎn)流程如下：

試回答下列問(wèn)題：

（1）“酸溶”過(guò)程中Fe3O4發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為________________________；

（2）實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)“步驟Ⅱ”中分離操作所用的玻璃儀器有_______、玻璃棒和燒杯等；步驟Ⅳ中應(yīng)選用_______試劑調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母編號(hào))。

A．稀硝酸 B．氫氧化鈉溶液 C．高錳酸鉀溶液 D．氨水

（3）檢驗(yàn)步驟Ⅲ已經(jīng)進(jìn)行完全的試劑是_____________________；

（4）步驟Ⅴ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是_________________________；

（5）步驟Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_____________________________；

（6）欲測(cè)定硫鐵礦礦渣中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取ag樣品，充分“酸溶”、“水溶”后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入足量的H2O2，充分反應(yīng)后加入NaOH溶液至不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒至固體恒重，冷卻后稱得殘留固體bg，測(cè)得該樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。

Answer 1

【答案】 Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 漏斗 D KSCN溶液 防止NH4HCO3分解，減少Fe2+的水解 4FeCO3 + O22Fe2O3 + 4CO2 7b/10a

【解析】二氧化硅為酸性氧化物，與硫酸不反應(yīng)，硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)加入硫酸后(酸溶，且溫度控制在200～300℃)生成硫酸亞鐵、硫酸鐵，過(guò)濾后得到的濾渣為二氧化硅，濾液中加入過(guò)量鐵粉，生成硫酸亞鐵溶液，調(diào)節(jié)pH后加入碳酸氫銨溶液，可生成碳酸亞鐵固體，經(jīng)洗滌、干燥，在空氣中灼燒時(shí)發(fā)生分解，且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可生成氧化鐵。

(1)二氧化硅為酸性氧化物，與硫酸不反應(yīng)，硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)加入硫酸(酸溶，且溫度控制在200～300℃)，酸溶過(guò)程中四氧化三鐵和酸反應(yīng)生成亞鐵離子、鐵離子和水，“酸溶”過(guò)程中Fe3O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，故答案為：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；

(2)根據(jù)分析可知，步驟Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，過(guò)濾操作所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯等，步驟Ⅳ中調(diào)節(jié)pH值的試劑要能與酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì)，所以用氨水較好，故選D，故答案為：漏斗；D；

(3)硫氰化鉀溶液與鐵離子反應(yīng)，溶液顯示紅色，可以檢驗(yàn)溶液中是否含有鐵離子，步驟Ⅲ是將鐵離子還原成亞鐵離子，檢驗(yàn)步驟Ⅲ已經(jīng)進(jìn)行完全，即溶液中沒(méi)有鐵離子，可以用KSCN溶液，故答案為：KSCN溶液；

(4)步驟Ⅴ是加入碳酸氫銨產(chǎn)生碳酸亞鐵溶液，溫度過(guò)高亞鐵離子水解程度增大同進(jìn)碳酸氫銨容易分解，所以溫度一般需控制在35℃以下，故答案為：防止NH4HCO3分解，減少Fe2+的水解；

(5)步驟Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)為碳酸亞鐵在空氣中與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可生成氧化鐵，反應(yīng)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，故答案為：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；

(6)加入足量的H2O2發(fā)生反應(yīng)是酸性溶液中亞鐵離子被過(guò)氧化氫氧化生成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，根據(jù)題意，最后稱得殘留固體bg為氧化鐵，則鐵元素的質(zhì)量為×bg=0.7bg，根據(jù)鐵元素守恒可知樣品中鐵元素的質(zhì)量為0.7bg，所以樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=×100%，故答案為： ×100%。