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    20．用磁铁矿（主要成分Fe3O4、含Al2O3和SiO2等杂质），制取高纯铁红的工艺流程如下．
    （1）酸浸时，采用80-90℃的原因加快反应速率；铁粉的作用是将Fe3+还原为Fe2+．
    （2）合成碳酸亚铁的离子方程式Fe2++HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
    （3）图中“滤液”中主要阳离子是NH4+_；
    （4）为了测定磁铁矿中铁的含量，称取80g的磁铁矿样品加入足量稀硫酸使其充分溶解，过滤，得溶液100mL，取10mL溶液在酸性条件下用0.4mol•L-1 KMnO4溶液滴定，当溶液中Fe2+ 全部被氧化时，消耗KMnO4溶液体积 10.00mL．（已知MnO4-被还原为Mn2+）
    ①写出滴定时反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
    ②当溶液中Fe2+ 全部被氧化时，c（Fe3+）=3mol•L-1，（写出计算过程）．

    分析 用稀硫酸在80-90℃的左右溶解磁铁矿（主要成分Fe3O4、含Al2O3和SiO2等杂质），其中Fe3O4、Al2O3溶解得到易溶于水的硫酸铁、硫酸亚铁及硫酸铝，加入过量铁粉将溶液中Fe3+全部还原为Fe2+，再滴加20%的氨水调节溶液pH在5.7左右，使Al3+完全转化为Al（OH）3溶液，通过过滤除去过量铁粉、氢氧化铝沉淀及不溶于酸的SiO2，所得滤液中滴加NH4HCO3溶液得FeCO3沉淀，经过过滤、洗涤获得FeCO3沉淀，最终将FeCO3沉淀煅烧得氧化铁；
    （1）酸浸过程中为加快四氧化三铁和酸反应的速率可通过升高温度来完全；加入过量铁粉将Fe3+还原为Fe2+；
    （2）在含有Fe2+的溶液中滴加NH4HCO3溶液得FeCO3沉淀，结合离子方程式的书写方法和电荷守恒、原子守恒写出此反应的离子方程式；
    （3）根据流程图分析，图中滤液主要成分为NH4+；
    （4）①在含有Fe2+的溶液中滴加酸性KMnO4溶液，发生氧化还原反应，其中Fe2+被氧化为Fe3+，MnO4-被还原为Mn2+，可结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒得此反应的离子方程式；
    ②根据消耗KMnO4的物质的量，结合离子反应方程式或电子守恒计算出被氧化的Fe2+的物质的量，结合四氧化三铁的组成计算出溶液中Fe3+总的物质的量，再计算其物质的量浓度即可．

    解答 解：用磁铁矿（主要成分Fe3O4、含Al2O3和SiO2等杂质），制取高纯铁红的工艺流程：酸浸过程中四氧化三铁和酸反应Fe3O4+4H2SO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+FeSO4+4H2O生成亚铁离子、铁离子和水，氧化铝和酸反应：Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，二氧化硅不反应，加入过量铁粉将Fe3+还原为Fe2+：Fe+2Fe3+=3Fe2+，因Ksp[Fe（OH）2]=8×10-16；Ksp[Al（OH）3]=1.3×10-33，所以加入20%的NH3•H2O，调PH=5.7，Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，过滤得到滤渣为：Fe、SiO2、Al（OH）3，滤液中含有Fe2+、NH4+，加入碳酸氢铵得到FeCO3，碳酸亚铁和氧气反应4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2．
    （1）为提高酸浸速率可通过控制温度在80-90℃的左右来达到目的；加入过量铁粉将Fe3+还原为Fe2+：Fe+2Fe3+=3Fe2+，以便下一步进行铁、铝分离，
    故答案为：加快反应速率；将Fe3+还原为Fe2+（或作还原剂）；
    （2）向含有Fe2+的溶液中滴加NH4HCO3溶液，合成沉淀FeCO3的离子方程式为Fe2++HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O，
    故答案为：Fe2++HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；　
    （3）加入20%的NH3•H2O，调PH=5.7，Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，过滤得到滤渣为：Fe、SiO2、Al（OH）3，滤液中含有Fe2+、NH4+，加入碳酸氢铵得到FeCO3，此时图中滤液主要成分为NH4+，
    故答案为：NH4+；
    （4）①根据氧化还原反应原理，在酸性条件下滴加KMnO4溶液氧化Fe2+时发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
    ②滴定时消耗KMnO4的物质的量为0.4mol•L-1×0.01L=0.004mol，被氧化的Fe2+的物质的量为0.004mol×5=0.02mol，则当溶液中Fe2+ 全部被氧化时，c（Fe3+）=$\frac{0.02mol×3}{0.02L}$=3mol/L，故答案为：3．

    点评 本题考查了工业生产流程的分析判断，铁、铝及其化合物性质的分析应用，涉及中和滴定原理的应用，掌握流程分析方法和题干信息的理解应用是解题关键，题目难度中等．

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    A．高温煅烧石灰石
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