Question

利用硫酸渣（主要含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等杂质）制备氧化铁的工艺流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是①提高铁的浸出率，②               。

（2）“还原”是将Fe^3＋转化为Fe^2＋，同时FeS₂被氧化为SO₄^2－，该反应的离子方程式为             。

（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe^3＋的量以控制加入FeS₂的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl₂，再加HgCl₂除去过量的SnCl₂，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定，有关反应方程式如下：

2Fe^3＋＋Sn^2＋＋6Cl^－＝2Fe^2＋＋SnCl₆^2－，

Sn^2＋＋4Cl^－＋2HgCl₂＝SnCl₆^2－＋Hg₂Cl₂↓，

6Fe^2＋＋Cr₂O₇^2－＋14H^＋＝6Fe^3＋＋2Cr^3＋＋7H₂O。

①若SnCl₂不足量，则测定的Fe^3＋量       （填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同），

②若不加HgCl₂，则测定的Fe^3＋量         。

（4）①可选用          （填试剂）检验滤液中含有Fe³⁺。产生Fe³⁺的原因是                  （用离子反应方程式表示）。

②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4	8.3
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4	9.8

 

实验可选用的试剂有：稀HNO₃、Ba(NO₃)₂溶液、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。

请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：

a.氧化：                                 ；

b.沉淀：                                 ；

c.分离，洗涤；

d.烘干，研磨。

 

Answer 1

【答案】

（1）抑制Fe³⁺的水解（2）14Fe³⁺+FeS₂+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2—+16H⁺

（3） ①偏低  ②偏高  （4）①KSCN或     4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋＝4Fe^3＋＋2H₂O

②a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌 

b.滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8

【解析】

试题分析：（1）Fe³⁺水解生成氢氧化铁，所以硫酸过量可抑制Fe³⁺水解。（2）Fe³⁺与FeS₂生成Fe²⁺和SO₄^2-，FeS₂中Fe为+2价、S为-1价，根据得失电子相等、电荷守恒、质量守恒配平。（3）若SnCl₂不足量，Fe³⁺不能完全被还原，生成的Fe²⁺物质的量偏低，所测结果偏低；若不加HgCl₂，过量的Sn²⁺也能被重铬酸钾溶液氧化，所测结果偏高。（4）①Fe³⁺与SCN^-生成血红色溶液、Fe³⁺与苯酚生成紫色溶液。滤液中的Fe²⁺能被空气中的氧气氧化生成Fe³⁺。②氧化时不使用硝酸，使用高锰酸钾溶液氧化，避免产生NO气体污染环境；沉淀时使Fe³⁺完全沉淀、其它离子不沉淀，所以加氢氧化钠溶液调节pH3.2～3.8。

考点： 化工生产条件的控制  离子方程式的书写  误差分析  离子的检验  化学实验方案的设计