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

（1）抑制Fe³⁺的水解 (1分)
（2）14Fe³⁺ + FeS₂ + 8H₂O = 15Fe²⁺ + 2SO₄^2— + 16H⁺   (2分)
（3）①偏低(2分)      ②偏高(2分)
（4）①KSCN或  (2分)   4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋＝4Fe^3＋＋2H₂O (2分)
②a. 向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌   (2分) 
b. 滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8       (2分)

解析试题分析：试题分析：（1） 酸浸”中硫酸要适当过量，抑制Fe³⁺的水解；
（2）由信息Fe^3＋转化为Fe^2＋，同时FeS₂被氧化为SO₄^2—，在利用氧化还原反应配平方程式：14Fe³⁺+FeS₂+8H₂O ===15Fe²⁺+2SO₄^2—+16H⁺；
（3）①若SnCl₂不足量，Fe^3＋没有完全还原为Fe²⁺，则测定的Fe^3＋量偏低，②若不加HgCl₂，溶液中含有Sn²⁺，也可以被酸性高锰酸钾氧化，消耗的酸性高锰酸钾氧化偏大，则测定的Fe^3＋量偏高。
（4）①检验滤液中含有Fe^3＋是KSCN溶液；Fe²⁺的氧化反应是：4Fe²⁺+O₂+4H⁺ ===4Fe³⁺+H₂O；
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，调节溶液的pH为3.2~3.8，使Fe³⁺+完全沉淀。
考点：化学与STS问题。