Question

【題目】工業(yè)上利用硫酸廢渣(含Fe2＋、Fe3＋的硫酸鹽及少量CaO和MgO)制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)并回收(NH4)2SO4，具體生產(chǎn)流程如圖所示：

注：銨黃鐵礬的化學(xué)式為(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12

回答下列問(wèn)題：

(1)在廢渣溶解操作中，加速?gòu)U渣溶解的措施有________。

(2)物質(zhì)A是一種氧化劑。

①工業(yè)上物質(zhì)A最好選用________(填序號(hào))。

A．空氣 B．Cl2 C．MnO2 D．KMnO4

②簡(jiǎn)述工業(yè)上這樣選擇A的理由：__________________________________。

③寫(xiě)出A參與反應(yīng)的離子方程式：__________________________________。

(3)往銨黃鐵礬溶液(含Fe3＋)中加入溶液B至pH為5時(shí)產(chǎn)生沉淀，請(qǐng)寫(xiě)出產(chǎn)生沉淀的離子方程式：__________________________________。

(4)回收所得的(NH4)2SO4晶體中可能含有的雜質(zhì)是_______________________。

Answer 1

【答案】 不斷攪拌、將廢渣粉碎、升高溫度(其他合理答案均可) A 成本或低價(jià)格低廉，且不帶入雜質(zhì)(其他合理答案均可) 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH MgSO4、CaSO4

【解析】廢渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸鹽及少量CaO和MgO)，將廢渣溶解，溶解時(shí)加入的物質(zhì)能溶解廢渣但不能引進(jìn)雜質(zhì)；然后向溶液中加入A，A具有氧化性，能氧化亞鐵離子但不能引進(jìn)新的雜質(zhì)且原料易得、成本低，應(yīng)為空氣中的氧氣，然后向溶液中加入氨水，溶液中硫酸鐵和氨水反應(yīng)生成銨黃鐵礬，同時(shí)溶液中鎂離子、鈣離子形成氫氧化鈣、氫氧化鎂、硫酸鈣等會(huì)結(jié)晶析出，過(guò)濾分離得到銨黃鐵礬和濾液；將濾液蒸發(fā)濃縮回收硫酸銨；將銨黃鐵礬溶于水得到溶液，然后向溶液中加入氨水，得到氫氧化鐵沉淀，然后過(guò)濾得到濾渣，將濾渣加熱得到鐵紅。

(1)加速?gòu)U渣溶解，可采用的措施有：將廢渣粉碎、加熱、攪拌等，故答案為：將廢渣粉碎、加熱、攪拌等；

(2)①物質(zhì)A是氧化劑，具有氧化性，能氧化亞鐵離子，但不能引進(jìn)新的雜質(zhì)且原料易得、成本低，氯氣和二氧化錳都具有氧化性，但引進(jìn)新的雜質(zhì)且成本高，所以選取空氣，故答案為：A；

②空氣作為原料，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質(zhì)，故答案為：原料易得，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質(zhì)；

③氧化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故答案為：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；

(3)往銨黃鐵礬溶液(含Fe3＋)中加入氨水至pH為5時(shí)，鐵離子與氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，故答案為：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH；

(4)根據(jù)分析，回收所得的(NH4)2SO4晶體中可能含有的雜質(zhì)有MgSO4、CaSO4，故答案為：MgSO4、CaSO4。