Question

【题目】某化学兴趣小组利用硫铁矿烧渣(主要成分为、、FeO、等)为原料来制取氧化铁。

请回答下列问题

（1）酸溶过程中发生反应的离子方程式是：______；

（2）为了提高酸浸时的速率，除了适当增大硫酸的浓度外，还可以采取的措施有：______写出两条；

（3）检验步骤Ⅲ反应后的溶液中金属阳离子的试剂是：______；

（4）步骤Ⅴ中，达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8，c(Fe2+)为1.0×10-5mol/L，是判断所得中是否混有______填是或否，请通过简单计算说明理由(已知Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17)______；

（5）步骤Ⅴ反应成的离子反应方程式：______；

（6）欲测定硫铁矿烧渣中Fe元素的质量分数，称取wg样品，充分酸溶、水溶后过滤，向滤液中加入足量的，充分反应后加入NaOH溶液至不再产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称的残留固体为ng。该样品中Fe元素的质量分数为______用w、n的代数式表示

Answer 1

【答案】Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O 升温、固体粉碎化处理 K3[Fe(CN)6]溶液 否 溶液中c(Fe2+)c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]，故无沉淀生成 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

【解析】

硫铁矿烧渣加入硫酸后反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3，酸性氧化物SiO2不能被溶解，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以步骤II为过滤，滤液X中加入过量铁粉，Fe2(SO4)3发生反应生成FeSO4，调节pH后加入碳酸氢铵溶液，可生成碳酸亚铁固体，经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁，可生成氧化铁，据此分析解答。

(1)酸溶过程中，只有二氧化硅不与酸反应，所以铁的氧化物会与酸反应，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O；

(2)增大化学反应速率可以升温、加入催化剂、将固体粉碎等操作，故答案为：升温、固体粉碎化处理等；

(3)步骤Ⅱ之后的溶液中加入铁粉，反应后溶液的主要成分为Fe2+，检验Fe2+的方法是加入K3[Fe(CN)6]，观察有无蓝色沉淀生成，若有蓝色沉淀，则溶液中含有Fe2+，故答案为：K3[Fe(CN)6]溶液；

(4)由浓度商和溶度积常数比较分析判断，Q＜Ksp无沉淀生成，Q＞Ksp生成沉淀，Q=Ksp沉淀溶解达到平衡，溶液中c(Fe2+)c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]，故无Fe(OH)2沉淀生成，故答案为：否；溶液中c(Fe2+)c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]，故无Fe(OH)2沉淀生成；

(5)硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁和硫酸铵、二氧化碳和水，所以离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O，故答案为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(6)残留固体bg为氧化铁，由Fe元素守恒可知，样品中Fe元素的质量分数为×100%=×100%，故答案为：×100%。