Question

8．工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）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）濾液X中含有的金屬陽(yáng)離子是Fe²⁺、Fe³⁺（填離子符號(hào)）．
（2）步驟Ⅲ中可選用B試劑調(diào)節(jié)溶液的pH（填字母）．
A．稀硝酸    B．氨水 C．氫氧化鈉溶液      D．高錳酸鉀溶液
（3）過(guò)濾操作中除了玻璃棒、燒杯還需要的玻璃儀器是漏斗．
（4）步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是防止NH₄HCO₃分解，減少Fe²⁺的水解．
（5）在空氣中煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品氧化鐵的化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．

Answer 1

分析 硫鐵礦燒渣加入硫酸后生成硫酸亞鐵、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）硫鐵礦燒渣主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等，依據(jù)酸浸后鐵的氧化物和酸反應(yīng)溶解，二氧化硅不與酸反應(yīng)分析判斷；
（2）依據(jù)步驟Ⅱ加入過(guò)量鐵粉濾液中陽(yáng)離子為亞鐵離子，步驟Ⅲ加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH至5-6.5，試劑不能氧化亞鐵離子，不能是堿性強(qiáng)的溶液；
（3）根據(jù)過(guò)濾操作所用到的儀器答題；
（4）溫度過(guò)高碳酸氫銨會(huì)分解，溫度升高促進(jìn)亞鐵離子的水解；
（5）空氣中煅燒碳酸亞鐵，是碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳，原子守恒配平寫(xiě)出．

解答 解：硫鐵礦燒渣加入硫酸后生成硫酸亞鐵、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）硫鐵礦燒渣主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等，酸浸后鐵的氧化物和酸反應(yīng)溶解，二氧化硅不與酸反應(yīng)，氧化鐵溶解后生成鐵離子，氧化亞鐵溶解后生成亞鐵離子，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）由步驟Ⅱ加入過(guò)量鐵粉濾液中陽(yáng)離子為亞鐵離子，步驟Ⅲ加入試劑調(diào)節(jié)溶液pH至5-6.5，試劑不能氧化亞鐵離子，強(qiáng)堿性溶液會(huì)沉淀亞鐵離子，
A．稀硝酸具有氫氧化性能氧化亞鐵離子，故A不符合；   
B．氨水是弱堿，可以調(diào)節(jié)溶液PH，故B符合；
C．氫氧化鈉溶液 是強(qiáng)堿溶液，加入會(huì)沉淀亞鐵離子，故C不符合；     
D．高錳酸鉀溶液具有氫氧化性，能氧化亞鐵離子，故D不符合；
故選B；
（3）過(guò)濾操作所用到的儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗，
故答案為：漏斗；
（4）步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，溫度過(guò)高碳酸氫銨會(huì)分解，溫度升高促進(jìn)亞鐵離子的水解，
故答案為：防止NH₄HCO₃分解，減少Fe²⁺的水解；
（5）空氣中煅燒碳酸亞鐵，是碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳，由原子守恒配平后反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案為：4FeCO₃+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4CO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，主要是流程分析理解和反應(yīng)過(guò)程的判斷，題目難度中等．