Question

以黃鐵礦為原料制硫酸產生的硫酸渣中含F(xiàn)e₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制備鐵紅（Fe₂O₃）的過程如下：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
開始沉淀p H	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

（1）酸溶過程中Fe₂O₃與稀硫酸反應的化學方程式為

Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O

；“濾渣A”主要成份的化學式為

SiO₂

．
（2）還原過程中加入FeS₂的目的是將溶液中的Fe³⁺還原為Fe²⁺，而本身被氧化為H₂SO₄，請完成該反應的離子方程式：
FeS₂+14Fe³⁺+

8

H₂O═15Fe²⁺+

2

SO₄^2-+

16H⁺

．
（3）氧化過程中，O₂、NaOH與Fe²⁺反應的離子方程式為

4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃↓

．
（4）為了確保鐵紅的質量，氧化過程需要調節(jié)溶液的pH的范圍是

3.2～3.8

（幾種離子沉淀的pH見表）；濾液B可以回收的物質有（寫化學式）

Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃、MgSO₄

．
（5）已知每煅燒16g FeS₂，放出106.5kJ熱量，寫出FeS₂燃燒的熱化學方程式

FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）

高溫  .

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（g）；△H=-798.75kJ/mol

．該反應中被氧化的元素是

和

（寫出元素符號并標出相應的化合價）．

Answer 1

分析：（1）氧化鐵屬于堿性氧化物，與酸反應生成鹽和水；Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO都和硫酸反應，二氧化硅不和酸反應；
（2）根據(jù)原子守恒來配平；
（3）NaOH與Fe²⁺反應生成的氫氧化亞鐵易被氧化；
（4）根據(jù)幾種離子沉淀的pH，應選擇使Fe³⁺沉淀完全而其他離子不沉淀；因加入的是氫氧化鈉來調節(jié)PH，所以濾液B中應是未沉淀離子的硫酸鹽和硫酸鈉；
（5）計算出1mol FeS₂燃燒放出的熱量即可寫出熱化學方程式，標出化合價的變化即可知道被氧化的元素．

解答：解：（1）氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水，方程式為：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄） ₃+3H₂O；因二氧化硅不與硫酸反應，故“濾渣A”主要成份的化學式為SiO₂．
故答案為：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄） ₃+3H₂O；SiO₂；   
（2）根據(jù)S守恒可知SO₄^2-前面的化學計量數(shù)為2，根據(jù)氧守恒可知H₂0前面化學計量數(shù)為8，根據(jù)H守恒可知H+前化學計量數(shù)為16．故答案為：8；2；16H⁺；
（3）Fe²⁺與OH^-反應生成4Fe（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂不穩(wěn)定易被氧氣氧化為Fe（OH）₃，用化合價升價法配平方程式，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃↓；（或Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃）
（4）根據(jù)幾種離子沉淀的pH，使Fe³⁺沉淀完全的PH為3.2，其他離子開始沉淀PH為3.8，因此所選PH因介于3.2和3.8之間；未沉淀的離子為
Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺，故濾液B可以回收的物質有Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃、MgSO₄，
故答案為：3.2～3.8（或之間的數(shù)據(jù)值）；Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃、MgSO₄；
（5）1mol FeS₂燃燒放出的熱量為：106.5KJ÷16×120═798.75kJ，標出化合價，可知鐵和硫的化合價升高，所以被氧化的為鐵和硫元素．
故答案為：FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）

高溫  .

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（g）；△H=-798.75kJ/mol；和．

點評：本題以鐵及其化合物為載體，以流程圖形式考查了化學用語的書寫和氧化還原反應知識．復習元素化合物應和實驗、化學基礎理論和化學用語結合起來．