Question

13．工業(yè)上采用硫鐵礦焙燒去硫后的燒渣（主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃，不考慮其他雜質） 制取七水合硫酸亞鐵（FeSO₄•7H₂O），流程如圖1：

（1）浸取時，溶液中的Fe²⁺易被空氣中的O₂氧化，其離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O．能提高燒渣浸取速率的措施有AC（填字母）．
A．將燒渣粉碎   B．降低硫酸的濃度   C．適當升高溫度
（2）還原時，試劑X的用量與溶液pH的變化如圖2所示，則試劑X可能是B（填字母）．
A．Fe粉     B．SO₂     C．NaI
還原結束時，溶液中的主要陰離子有SO₄^2-．
（3）濾渣II主要成分的化學式為Al（OH）₃；由分離出濾渣II后的溶液得到產(chǎn)品，進行的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 燒渣中加入稀硫酸，得到硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，在濾液中加入試劑X，隨著X的加入，溶液pH逐漸減小，X應為SO₂，得到硫酸鋁和硫酸亞鐵溶液，調(diào)節(jié)溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀，濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，溶液經(jīng)蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O，以此解答該題．

解答 解：燒渣中加入稀硫酸，得到硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，在濾液中加入試劑X，隨著X的加入，溶液pH逐漸減小，X應為SO₂，得到硫酸鋁和硫酸亞鐵溶液，調(diào)節(jié)溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀，濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，溶液經(jīng)蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）溶液中的Fe²⁺易被空氣中的O₂氧化，反應的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，提高燒渣浸取速率，可增大固體的表面積，提高反應溫度，或增大濃度，只有AC符合，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；AC；
（2）由以上分析可知，溶液酸性增強，應通入二氧化硫，被氧化生成硫酸，反應后溶液中含有SO₄^2-，故答案為：B；SO₄^2-；
（3）由以上分析可知濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，即Al（OH）₃，溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO₄•7H₂O，
故答案為：Al（OH）₃；蒸發(fā)濃縮；冷卻結晶．

點評 本題考查化學實驗制備方案設計，為高頻考點，涉及鹽類水解、氧化還原反應等知識點，明確反應原理及物質性質是解本題關鍵，熟悉流程圖中發(fā)生的反應及基本操作方法，題目難度不大．