Question

【題目】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：

試回答下列問題：

（1）硫鐵礦燒渣用稀硫酸酸溶時的不溶物為______________（填化學(xué)式）。

（2）實驗室實現(xiàn)“步驟Ⅱ”中分離操作所用的玻璃儀器有______________；

（3）檢驗步驟Ⅲ已經(jīng)進行完全的試劑是______________。

（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)方程式為______________。

（6）欲測定硫鐵礦燒渣中Fe元素的質(zhì)量分數(shù)，稱取ag樣品，充分“酸溶”、“水溶”后過濾，向濾液中加入足量的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)過濾、洗滌、灼燒至固體恒重，冷卻后稱得殘留固體bg。 計算該樣品中Fe元素的質(zhì)量分數(shù)為______________。

Answer 1

【答案】 SiO2 漏斗、玻璃棒、燒杯 KSCN溶液(或其他合理答案) 防止NH4HCO3分解，減少Fe2＋的水解 4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2 ×100%

【解析】硫鐵礦燒渣加入硫酸后生成硫酸亞鐵、硫酸鐵，過濾后得到的濾渣為二氧化硅，濾液中加入過量鐵粉，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Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)，酸溶過程中Fe3O4、Fe2O3、FeO都可以溶解，二氧化硅是酸性氧化物，所以不溶物為SiO2，故答案為：SiO2；

(2)根據(jù)分析可知，步驟Ⅱ為過濾，過濾操作所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯等，故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；

(3)步驟Ⅲ是將鐵離子還原成亞鐵離子，檢驗步驟Ⅲ已經(jīng)進行完全，即溶液中沒有鐵離子，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)生碳酸亞鐵沉淀，溫度過高亞鐵離子水解程度增大，同時碳酸氫銨容易分解，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)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)量分數(shù)為×100%=×100%，故答案為： ×100%。