Question

1．以下是用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂）為原料制備高純氧化鐵的生產(chǎn)流程示意圖：
回答下列問題：
（1）步驟Ⅲ中可選用C（填序號）試劑調(diào)節(jié)溶液的pH．
A．稀硝酸         B．雙氧水       C．氨水         D．高錳酸鉀溶液
（2）在空氣中煅燒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；
（3）檢驗產(chǎn)品II晶體中是否含有少量的氯化物雜質(zhì)需用到的試劑是硝酸鋇、硝酸銀、稀硝酸，進(jìn)一步提純產(chǎn)品II的方法是蒸發(fā)結(jié)晶；
（4）步驟Ⅳ中，F(xiàn)eCO₃ 達(dá)到沉淀溶解平衡時，室溫下測得溶液的pH為8，c（Fe²⁺）為1.0×10^-5mol•L^-1．試判斷所得FeCO₃ 中是否混有Fe（OH）₂否（填“是”或“否”），請通過簡單計算說明理由溶液中c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1.0×10^-5×（1×10^-6）²=1.0×10^-17＜K_sp[Fe（OH）₂]，故無Fe（OH）₂沉淀生成 （已知：K_sp[Fe（OH）₂]=4.9×10^-17）．
（5）步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是防止NH₄HCO₃分解，減少Fe²⁺的水解．

Answer 1

分析 在礦鐵中加入酸，SiO₂不與酸反應(yīng)，過濾后所得濾渣為SiO₂，濾液A中加入過量鐵粉將Fe³⁺還原為Fe²⁺，可加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH至5～6.5，過濾后在濾液B中加入碳酸氫銨可生成FeCO₃，高溫煅燒可得Fe₂O₃，硫酸銨溶液和KCl合成無氯鉀肥硫酸銨鉀，據(jù)此答題．

解答 解：在礦鐵中加入酸，SiO₂不與酸反應(yīng)，過濾后所得濾渣為SiO₂，濾液A中加入過量鐵粉將Fe³⁺還原為Fe²⁺，可加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH至5～6.5，過濾后在濾液B中加入碳酸氫銨可生成FeCO₃，高溫煅燒可得Fe₂O₃，硫酸銨溶液和KCl合成無氯鉀肥硫酸銨鉀，
（1）步驟Ⅲ可加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH至5～6.5，其它物質(zhì)都具有氧化性，可將亞鐵離子氧化，故答案為：C；
（2）由流程圖可知，煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品Ⅰ氧化鐵和二氧化碳，F(xiàn)e元素化合價升高，反應(yīng)物中應(yīng)有氧氣，化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
（3）檢驗產(chǎn)品II晶體中是否含有少量的氯化物雜質(zhì)應(yīng)先排除硫酸根離子的干擾，先加過量的硝酸鋇，再用硝酸銀、稀硝酸檢驗氯離子，所以需用到的試劑是硝酸鋇、硝酸銀、稀硝酸，進(jìn)一步提純產(chǎn)品II的方法是蒸發(fā)結(jié)晶，
故答案為：硝酸鋇、硝酸銀、稀硝酸；蒸發(fā)結(jié)晶；
（4）由濃度商和溶度積常數(shù)比較分析判斷，Q＜Ksp沉淀溶解，Q＞Ksp沉淀溶解，Q=Ksp沉淀溶解達(dá)到平衡，溶液中c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1.0×10^-5×（1×10^-6）²=1.0×10^-17＜K_sp[Fe（OH）₂]，故無Fe（OH）₂沉淀生成，
故答案為：否；溶液中c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1.0×10^-5×（1×10^-6）²=1.0×10^-17＜K_sp[Fe（OH）₂]，故無Fe（OH）₂沉淀生成；
（5）步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，溫度過高碳酸氫銨會分解，溫度升高促進(jìn)亞鐵離子的水解，
故答案為：防止NH₄HCO₃分解，減少Fe²⁺的水解．

點評 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，主要是流程分析理解和反應(yīng)過程的判斷，題目難度中等．