Question

【題目】鐵的化合物有廣泛用途，如碳酸亞鐵(FeCO3)可作為補(bǔ)血劑，鐵紅(Fe2O3)可作為顏料。利用某硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、FeO，還有一定量的SiO2)制備碳酸亞鐵的流程如下：

(1)“酸溶”時(shí)加快反應(yīng)速率的方法有________________________________(寫出一種)。

(2)①“還原”時(shí)，FeS2與H2SO4不反應(yīng)，F(xiàn)e3+通過兩個(gè)反應(yīng)被還原，其中一個(gè)反應(yīng)如下：FeS2 +14Fe3+ +8H2O＝15Fe2+ +2SO42－+16H+，則另一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為：___________________；②FeS2還原后，檢驗(yàn)Fe3+是否反應(yīng)完全的方法是_______________________。

(3)①“沉淀”時(shí)，需控制pH不宜過高，否則生成的FeCO3中可能混有____________雜質(zhì)；

②寫出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化學(xué)方程式：___________________________；

③所得FeCO3需充分洗滌，檢驗(yàn)沉淀已洗滌干凈的方法是_______________________。

(4)FeCO3濁液長時(shí)間暴露在空氣中，會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，同時(shí)釋放出CO2，則與FeCO3反應(yīng)的物質(zhì)為___________________(填化學(xué)式)。

（5）FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時(shí)，也會生成FeO．現(xiàn)煅燒23.2kg的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物15.84kg．則Fe2O3的質(zhì)量為___________kg。

Answer 1

【答案】（1）加熱、增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等；

（2）①FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓②取少量溶液，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，說明其中含有Fe3+，反應(yīng)，未反應(yīng)完全；

（3）①Fe(OH)2②FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑③取少許最后一次洗滌液于試管中，滴加稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，再滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈，反之，則說明沒洗滌干凈；（4）O2、H2O（5）14.4

【解析】

試題分析：燒渣（主要含F(xiàn)e2O3、FeO，還有一定量的SiO2）用硫酸浸取，過濾后濾液中含有硫酸鐵、硫酸亞鐵、未反應(yīng)的硫酸，濾渣為二氧化硅，用二硫化亞鐵礦還原Fe3+后過濾，得濾液中含有硫酸亞鐵，向?yàn)V液中加入碳酸銨，過濾得碳酸亞鐵，濾液中含有硫酸銨、碳酸銨；

（1）可以通過加熱、增加硫酸的濃度、固體粉碎及攪拌等措施提高酸浸時(shí)反應(yīng)速率：

（2）①Fe3+被FeS2還原成Fe2+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式包括：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+、FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓；②Fe3+與KSCN溶液反應(yīng)呈血紅色，檢驗(yàn)Fe3+是否反應(yīng)完全可選擇KSCN溶液，具體方法是取少量溶液，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，說明其中含有Fe3+，反應(yīng)，未反應(yīng)完全；

（3）①pH過高時(shí)溶液生成氫氧化亞鐵沉淀；

②加入NH4HCO3生成“沉淀”的化學(xué)方程式為FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑；

③碳酸亞鐵表面會附著硫酸銨，所以檢驗(yàn)FeCO3是否洗凈，可以檢驗(yàn)洗滌濾液中是否有硫酸根離子，具體方法為：取少許最后一次洗滌液于試管中，滴加稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，再滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈，反之，則說明沒洗滌干凈；

（4）紅褐色固體是Fe（OH）3，F(xiàn)eCO3、H2O和O2反應(yīng)生成Fe（OH）3和CO2；

（5）在空氣中煅燒FeCO3制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，設(shè)Fe2O3的質(zhì)量為x，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后鐵元素質(zhì)量不變可得：，解得x=14.4 kg。