Question

6．硫鐵礦燒渣（主要成分Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等）是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的廢渣，利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產(chǎn)品的流程如圖所示

回答下列問(wèn)題：
（1）若焙燒時(shí)還原劑碳燃燒產(chǎn)生的氣體能將鐵的多種氧化物還原成鐵單質(zhì)，則該氣體與Fe₂O₃反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）酸浸時(shí)間一般不超過(guò)20min，若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe²⁺含量將下降，其原因用離子方程式表示為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O．
（3）加碳酸氫銨合成時(shí)反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是防止NH₄HCO₃分解．
（4）若產(chǎn)品Ⅱ的主要成分是K₂SO₄，則試劑X為KCl，反應(yīng)的離子方程式為2K⁺+SO₄^2-=K₂SO₄↓．
（5）空氣中煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
（6）檢驗(yàn)產(chǎn)品II中是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是：取少量產(chǎn)品Ⅱ于試管中配成溶液，滴加過(guò)量Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)濾后向?yàn)V液滴加AgNO₃溶液滴加過(guò)量Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)濾后向?yàn)V液滴加AgNO₃溶液．

Answer 1

分析 Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應(yīng)生成鐵，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，過(guò)濾時(shí)用到的儀器有鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、玻璃棒等，所以濾液中的主要溶質(zhì)是硫酸亞鐵；硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應(yīng)得到碳酸亞鐵和硫酸銨，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煅燒操作所需儀器有酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒、坩堝、坩堝鉗；碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)生成了氧化鐵和二氧化碳；硫酸銨與氯化鉀反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨，根據(jù)硫酸鉀的溶解度隨溫度變化不大，可用蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀，檢驗(yàn)產(chǎn)品II中是否含有氯化物雜質(zhì)需先除去SO₄，再檢驗(yàn)Cl^-，以此解答該題，
（1）若焙燒時(shí)還原劑碳燃燒產(chǎn)生的氣體為CO，與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳?xì)怏w；
（2）溶液中Fe²⁺具有還原性，可被空氣中氧氣氧化含量將下降；
（3）碳酸氫銨不穩(wěn)定，加熱易分解；
（4）流程圖可以看出酸浸、過(guò)濾后濾液中的溶質(zhì)主要是硫酸亞鐵，硫酸亞鐵和碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸亞鐵和硫酸銨，過(guò)濾后反應(yīng)Ⅱ中硫酸銨與X反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨，因此加入的X應(yīng)為氯化鉀，過(guò)濾得到硫酸鉀，說(shuō)明硫酸鉀溶解度小；
（5）碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)生成了氧化鐵和二氧化碳；
（6）因檢驗(yàn)產(chǎn)品II中是否含有氯化物雜質(zhì)需先除去SO₄，再檢驗(yàn)Cl^-．

解答 解：（1）若焙燒時(shí)還原劑碳燃燒產(chǎn)生的氣體為CO，與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳?xì)怏w，方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，
故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）具有還原性，可被空氣中氧氣氧化，方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）碳酸氫銨不穩(wěn)定，加熱易分解，應(yīng)在溫度較低的情況下加熱，
故答案為：防止碳酸氫銨分解；
（4）由流程圖可以看出酸浸、過(guò)濾后濾液中的溶質(zhì)主要是硫酸亞鐵，硫酸亞鐵和碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸亞鐵和硫酸銨，過(guò)濾后反應(yīng)Ⅱ中硫酸銨與X反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨，因此加入的X應(yīng)為氯化鉀，要過(guò)濾得到硫酸鉀，說(shuō)明在此條件下硫酸鉀的溶解度小于氯化銨的溶解度，反應(yīng)的離子方程式為：2K⁺+SO₄^2-=K₂SO₄↓，
故答案為：KCl；2K⁺+SO₄^2-=K₂SO₄↓；
（5）碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)生成了氧化鐵和二氧化碳，4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
（6）因檢驗(yàn)產(chǎn)品II中是否含有氯化物雜質(zhì)需先除去SO₄，再檢驗(yàn)Cl^-，所以滴加過(guò)量Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)濾后向?yàn)V液滴加AgNO₃溶液，
故答案為：滴加過(guò)量Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)濾后向?yàn)V液滴加AgNO₃溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的分離、提純以及制備，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握�?shí)驗(yàn)的目的和原理，難度中等．