(18分)铁及其他合物在工业生产中有着广泛的应用。请按要求回答下列问题:
I.工业上利用硫酸铁矿烧渣(主要成分为Fe
2O
3、Al
2O
3、SiO
2等)为原料提取Fe
2O
3,工艺流程如下图1:
(1)滤液X中所含金属阳离子有
。
(2)步骤②中理论上发生反应的离子方程式依次为
。
(3)结合图2,分析步骤③调节pH的目的是
。
(4)假设流程中矿渣中的铁元素100%转化到产品中,则硫酸铁矿烧渣样品中Fe
2O
3的质量分数范围为(含m、n的代数式)
。
(5)请设计实验室中以硫酸铁矿烧渣为原料提取氧化铁的另一种方案:向硫酸铁矿烧渣原料中加入过量稀硫酸、充分搅拌、过滤,再向滤液中加入足量的
溶液,接下来的一系列操作是搅拌、
、洗涤、
,最后获得纯净的产品Fe
2O
3。
Ⅱ.几位同学用铁盐溶液清洗试管中银镜,实验设想如下:
(6)甲:认为含Fe
3+的盐无法洗去银镜。依据是Fe
3+的氧化性(填“强于”或“弱于”)
Ag
+的氧化性,所以反应Fe
3++Ag→Fe
2++Ag
+不可以发生。
(7)乙:查资料发现,用FeCl
3溶液可以清洗银镜,于是他亲自动手实验,发现银镜迅速消失,另外还观察到溶液变为浅绿色;为验证Fe
3+的还原产物,可选择的试剂为
。结合甲的分析和自己的实验现象他得出结论:反应Fe
2++Ag→Fe
3++Ag是(填“可逆”或“不可逆”)
反应。
(8)丙:结合甲、乙的设想,他用Fe(NO
3)
3溶液做对比实验,发现清洗银镜的速率慢许多,他重新观察乙的实验试管中有白色沉淀,于是结合化学平衡理论分析,得出用FeCl
3溶液清洗银镜的离子方程式:
。