Question

【題目】一學(xué)習(xí)小組用100g某硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3）制備綠礬（FeSO47H2O），主要流程如圖：

請回答下列問題：
（1）硫鐵礦燒渣中加入硫酸酸浸往往需要升溫，目的是 ， 操作1的名稱是 ， 濾渣A是 ．
（2）試劑C為 ， 加入該試劑的目的是（用離子方程式表示）．
（3）調(diào)節(jié)溶液D的pH目的是 ．
（4）己知常溫下Al（OH）3的Ksp=1.0×10﹣33 ， 若溶液中c（Al3+）為1.0mol/L，請計(jì)算Al3+開始沉淀的pH= ．
（5）依據(jù)上述流程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，求該硫鐵礦燒渣中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ． （本實(shí)驗(yàn)各操作中損失的硫酸鹽、硫酸及調(diào)pH后溶液呈微酸性殘留的硫酸忽略不計(jì)）

Answer 1

【答案】
（1）提高浸取效率；過濾；SiO2
（2）鐵粉；2Fe3++Fe=3Fe2+
（3）使Al3+轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀
（4）3
（5）48%
【解析】解：硫鐵礦燒渣用足量的硫酸浸取，F(xiàn)e2O3、Al2O3會(huì)與硫酸反應(yīng)，分別生成Fe2（SO4）2和Al2（SO4）2 ， 而SiO2不反應(yīng)，過濾把SiO2除去，然后再向?yàn)V液中加入足量的鐵粉，將Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+ ， 加入碳酸亞鐵調(diào)節(jié)溶液的pH，使Al3+轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀過濾除去，得到FeSO4溶液，再經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌得到FeSO47H2O．（1）升高溫度，反應(yīng)速率加快，可以提高浸取效率；操作1是分離互不相溶的固體與液態(tài)，采取過濾操作；濾渣A是SiO2 ， 所以答案是：提高浸取效率；過濾；SiO2；（2）試劑C是鐵粉，加入足量的鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+ ， 反應(yīng)離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe2+ ， 所以答案是：鐵粉；2Fe3++Fe=3Fe2+；（3）加入碳酸亞鐵調(diào)節(jié)溶液的pH，使Al3+轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀過濾除去，所以答案是：使Al3+轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀；（4）溶液中c（Al3+）=1.0mol/L，Ksp[Al（OH）3]=c（Al3+）×c3（OH﹣）=1.0×10﹣33 ， 可知開始沉淀時(shí)c（OH﹣）=1×10﹣11mol/L，則溶液中c（H+）= mol/L=1×10﹣3 ， 此時(shí)溶液pH=﹣lgc（H+）=1×10﹣3=3，所以答案是：3；（5）操作Ⅱ消耗Fe的質(zhì)量為22.4g﹣5.6g=16.8g，其物質(zhì)的量為 =0.3mol，根據(jù)2Fe3++Fe=3Fe2+可知n（Fe3+）=2×0.3mol=0.6mol，故氧化鐵的物質(zhì)的量為 =0.3mol，F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 =48%，所以答案是：48%．