Question

【題目】工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2）制備鐵紅（Fe2O3）的生產(chǎn)流程如下：

試回答下列問題：

（1）步驟Ⅰ常需將燒渣粉碎、并加入過量H2SO4，其目的是 ；所得溶液中鐵元素的化合價是 。

（2）步驟Ⅲ的目的是將溶液中的Fe3 +還原為Fe2 +，如何證明步驟Ⅲ已經(jīng)進行完全 。步驟Ⅲ也可以加入FeS2代替鐵粉的作用，請完成該反應(yīng)的離子方程式：

FeS2 + 14Fe3 + + H2O=15Fe2 + + SO42- + 。

（3）步驟Ⅳ中可以選用試劑 調(diào)節(jié)溶液的pH（填字母編號）。

a．FeO固體 b．氫氧化鈉溶液 c．Fe2O3固體 d．氨水

（4）步驟Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（5）室溫下FeCO3達到溶解平衡時溶液pH＝8.5，c(Fe2+)＝1.0×10-6 mol·L-1。通過計算說明FeCO3固體產(chǎn)物中是否含有Fe(OH)2 （已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.8×10-16）。

Answer 1

【答案】除標(biāo)明外，每空2分

（1）提高鐵元素的浸出率，同時抑制Fe3 +和Fe2 +的水解；+2、+3；

（2）向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液，當(dāng)觀察到無血紅色現(xiàn)象說明步驟Ⅲ已經(jīng)進行完全；8，2，16H+（共2分，錯一個0分）

（3）ad；

（4）4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2；

（5）由題中數(shù)據(jù)可知，溶液中c(Fe2+)c2 (OH-)=1.0×10-6×(1×10-5.5)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，故無Fe(OH)2沉淀生成

【解析】

試題解析:

（1）酸浸時，常需將燒渣粉碎、增大燒渣與酸的接觸面積，并加入過量H2SO4，除了使燒渣中的部分氧化物溶解外，還能抑制Fe3 +和Fe2 +的水解。所得溶液中鐵元素的化合價是+2、+3。

（2）步驟Ⅲ將溶液中的Fe3 +還原為Fe2 +，若步驟Ⅲ已經(jīng)進行完全則溶液中不存在Fe3 +，只需向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液，當(dāng)觀察到無血紅色現(xiàn)象說明步驟Ⅲ已經(jīng)進行完全。加入FeS2時，把鐵離子還原為Fe2+：FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O ＝15Fe2+ + 2SO42-+16H+。

（3）步驟Ⅳ中調(diào)節(jié)pH值的試劑要能與酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì)，所以加入FeO固體或者氨水調(diào)節(jié)溶液的pH較好，不會引入新的雜質(zhì)。

（4）步驟Ⅵ在空氣中煅燒FeCO3，二價鐵被氧化為三價鐵，進一步得到Fe2O3。反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。

（5）由題中數(shù)據(jù)可知，溶液中c(Fe2+)c2 (OH-)=1.0×10-6×(1×10-5.5)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，故無Fe(OH)2沉淀生成。