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8.工业上利用硫酸渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH42SO4,具体生产流程如下:

(注:铵黄铁矾化学式为(NH42Fe6(SO44(OH)12
(1)在废渣溶解操作时,应选用D溶解(填字母).
A、氨水       B、氢氧化钠       C、盐酸        D、硫酸
(2)物质A是一种氧化剂,工业上最好选用空气(供选择使用的有:空气、Cl2、MnO2),其理由是原料来源容易,成本低,不产生污染,不引入杂质.
(3)根据图有关数据,你认为工业上氧化操作时应控制的条件是:溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5.

(4)“结晶”反应的化学方程式为3Fe2(SO43+2NH3.H2O+10H2O=(NH42Fe6(SO44(OH)12↓+5H2SO4
(5)简述检验“滤液”中含有NH4+的实验方法:取少量滤液于试管中,向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液,加热.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,红色石蕊试纸变蓝色,说明滤液中含有NH4+

分析 将废渣溶解,溶解时加入的物质能溶解废渣但不能引进杂质;然后向溶液中加入A,A具有氧化性,能氧化亚铁离子但不能引进新的杂质且原料易得、成本低;然后向溶液中加入氨水,溶液中硫酸铁和氨水反应生成铵黄铁矾,采用过滤方法分离得到铵黄铁矾和滤液;将滤液蒸发浓缩回收硫酸铵;
将铵黄铁矾溶于水得到溶液,然后向溶液中加入氨水,得到氢氧化亚铁沉淀,然后过滤得到滤渣,将滤渣加热得到铁红,
(1)溶解废渣的溶剂能溶解废渣且不能引进新的杂质;
(2)A是氧化剂,具有氧化性,能氧化亚铁离子,但不能引进新的杂质且原料易得、成本低;
(3)相同pH时,温度越高,亚铁离子的氧化率越大;相同温度时,pH越小,亚铁离子的氧化率越大;
(4)硫酸铁和一水合氨反应生成铵黄铁矾和硫酸;
(5)铵根离子和氢氧根离子生成一水合氨,加热生成氨气,氨气能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝.

解答 解:将废渣溶解,溶解时加入的物质能溶解废渣但不能引进杂质;然后向溶液中加入A,A具有氧化性,能氧化亚铁离子但不能引进新的杂质且原料易得、成本低;然后向溶液中加入氨水,溶液中硫酸铁和氨水反应生成铵黄铁矾,采用过滤方法分离得到铵黄铁矾和滤液;将滤液蒸发浓缩回收硫酸铵;
将铵黄铁矾溶于水得到溶液,然后向溶液中加入氨水,得到氢氧化亚铁沉淀,然后过滤得到滤渣,将滤渣加热得到铁红,
(1)溶解废渣的溶剂能溶解废渣且不能引进新的杂质,氨水和NaOH不溶解CaO和MgO,稀盐酸能溶解废渣但引进杂质,稀硫酸能溶解废渣且不引进新的杂质,故选D;
(2)A是氧化剂,具有氧化性,能氧化亚铁离子,但不能引进新的杂质且原料易得、成本低,氯气和二氧化锰都具有氧化性,但引进新的杂质且成本高,所以选取空气,
故答案为:空气;原料来源容易,成本低,不产生污染,不引入杂质;
(3)相同pH时,温度越高,亚铁离子的氧化率越大;相同温度时,pH越小,亚铁离子的氧化率越大,根据图知,溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5,氧化时间为4小时左右,所以控制的条件是:溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5,故答案为:溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5;
(4)硫酸铁和一水合氨反应生成铵黄铁矾和硫酸,反应方程式为3Fe2(SO43+2NH3.H2O+10H2O=(NH42Fe6(SO44(OH)12↓+5H2SO4
故答案为:3Fe2(SO43+2NH3.H2O+10H2O=(NH42Fe6(SO44(OH)12↓+5H2SO4
(5)铵根离子和氢氧根离子生成一水合氨,加热生成氨气,氨气能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝,铵根离子的检验方法是:取少量滤液于试管中,向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液,加热.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,红色石蕊试纸变蓝色,说明滤液中含有NH4+
故答案为:取少量滤液于试管中,向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液,加热.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,红色石蕊试纸变蓝色,说明滤液中含有NH4+

点评 本题考查物质分离和提纯,为高频考点,涉及离子检验、除杂、条件控制、氧化还原反应等知识点,综合性较强,明确流程图中发生的反应及基本操作方法是解本题关键,注意选取试剂时不能引进新的杂质.

练习册系列答案
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14.下列说法正确的是(  )
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(3)假设配制时其他操作均正确,只出现以下某一情况,试判断所配制的溶液浓度相比于要求的值如何.(a、偏高;b、偏低;c、无影响,在下列横线上填相应序号)
①容量瓶中有少量蒸馏水c
②烧杯和玻棒没有洗涤2-3次b
③配制的溶液装入洁净的但有少量蒸馏水的试剂瓶中b
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(2)100mL溶液中Na+的物质的量为≥0.08mol.

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