Question

7．工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）為原料制備高檔顏料鐵紅（Fe₂O₃），具體生產(chǎn)流程如下：

試回答下列問題：
（1）濾液X中含有的金屬陽離子是Fe²⁺、Fe³⁺（填離子符號）．
（2）步驟Ⅲ中可選用B調(diào)節(jié)溶液的pH（填選項(xiàng)字母）．
A．稀硝酸   B．氨水     C．氫氧化鈉溶液   D．高錳酸鉀溶液
（3）步驟Ⅳ中，F(xiàn)eCO₃沉淀完全后，溶液中含有少量Fe²⁺，檢驗(yàn)Fe²⁺的方法是取試液少許于試管中，先加KSCN溶液，不變色，再加氯水，溶液變紅，說明含F(xiàn)e²⁺．
（4）步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是防止NH₄HCO₃分解，減少Fe²⁺的水解．
（5）在空氣中煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品氧化鐵的化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．

Answer 1

分析 硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）加入硫酸后生成硫酸亞鐵、硫酸鐵，過濾后得到的濾渣為二氧化硅，濾液中加入過量鐵粉，生成硫酸亞鐵溶液，調(diào)節(jié)pH后加入碳酸氫銨溶液，可生成碳酸亞鐵固體，經(jīng)洗滌、干燥，在空氣中灼燒時(shí)發(fā)生分解，且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可生成氧化鐵．
（1）硫鐵礦燒渣主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等，依據(jù)酸浸后鐵的氧化物和酸反應(yīng)溶解，二氧化硅不與酸反應(yīng)分析判斷；
（2）依據(jù)步驟Ⅱ加入過量鐵粉濾液中陽離子為亞鐵離子，步驟Ⅲ加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH至5-6.5，試劑不能氧化亞鐵離子，不能是堿性強(qiáng)的溶液；
（3）檢驗(yàn)鐵離子可以使用硫氰化鉀溶液，亞鐵離子，無法使用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)，檢驗(yàn)亞鐵離子，可用氧化劑氧化在進(jìn)行檢驗(yàn)；
（4）溫度過高碳酸氫銨會分解，溫度升高促進(jìn)亞鐵離子的水解；
（5）空氣中煅燒碳酸亞鐵，是碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳，原子守恒配平寫出．

解答 解：（1）硫鐵礦燒渣主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等，酸浸后鐵的氧化物和酸反應(yīng)溶解，二氧化硅不與酸反應(yīng)，氧化鐵溶解后生成鐵離子，氧化亞鐵溶解后生成亞鐵離子，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）由步驟Ⅱ加入過量鐵粉濾液中陽離子為亞鐵離子，步驟Ⅲ加入試劑調(diào)節(jié)溶液pH至5-6.5，試劑不能氧化亞鐵離子，強(qiáng)堿性溶液會沉淀亞鐵離子，
A．稀硝酸具有氫氧化性能氧化亞鐵離子，故A不符合；
B．氨水是弱堿，可以調(diào)節(jié)溶液PH，故B符合；
C．氫氧化鈉溶液 是強(qiáng)堿溶液，加入會沉淀亞鐵離子，故C不符合；
D．高錳酸鉀溶液具有氫氧化性，能氧化亞鐵離子，故D不符合；
故答案為：B；
（3）三價(jià)鐵離子與硫氰根離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成血紅色硫氰合鐵絡(luò)合物，檢驗(yàn)鐵離子可以使用硫氰化鉀溶液，亞鐵離子，無法使用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)，檢驗(yàn)亞鐵離子，取試液少許于試管中，先加KSCN溶液，不變色，再滴加氯水后，氯氣和亞鐵離子反應(yīng)生成鐵離子：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，鐵離子和硫氰根離子絡(luò)合Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，呈血紅色，說明含F(xiàn)e²⁺，
故答案為：取試液少許于試管中，先加KSCN溶液，不變色，再加氯水，溶液變紅，說明含F(xiàn)e²⁺；
（4）步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，溫度過高碳酸氫銨會分解，溫度升高促進(jìn)亞鐵離子的水解，
故答案為：防止NH₄HCO₃分解，減少Fe²⁺的水解；
（5）空氣中煅燒碳酸亞鐵，是碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳，由原子守恒配平后反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案為：4FeCO₃+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，注意把握實(shí)驗(yàn)的流程和制備原理，題目難度中等．