Question

【題目】【化學(xué)──選修2：化學(xué)與技術(shù)】

利用硫酸渣（主要含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等雜質(zhì)）制備氧化鐵的工藝流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要適當(dāng)過量，目的是：①提高鐵的浸出率，② 。

（2）“還原”是將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，同時FeS2被氧化為SO42－，該反應(yīng)的離子方程式為 。

（3）為測定“酸浸”步驟后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。實驗步驟為：

準(zhǔn)確量取一定體積的酸浸后的溶液于錐形瓶中，加入HCl、稍過量SnCl2，再加HgCl2除去過量的SnCl2，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，有關(guān)反應(yīng)方程式如下：

2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－＝2Fe2＋＋SnCl62－，

Sn2＋＋4Cl－＋2HgCl2＝SnCl62－＋Hg2Cl2↓，

6Fe2＋＋Cr2O72－＋14H＋＝6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。

①若SnCl2不足量，則測定的Fe3＋量 （填“偏高”、“偏低”、“不變”，下同）。

②若不加HgCl2，則測定的Fe3＋量 。

（4）①可選用 （填試劑）檢驗濾液中含有Fe3+。產(chǎn)生Fe3+的原因是 （用離子反應(yīng)方程式表示）。

②已知部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

實驗可選用的試劑有：稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制備過程中不產(chǎn)生有毒氣體。請完成由“過濾”后的溶液模擬制備氧化鐵的實驗步驟：

a. 氧化： ；

b. 沉淀： ；

c. 分離，洗滌；

d. 烘干，研磨。

Answer 1

【答案】（1）抑制Fe3+的水解

（2）14Fe3+ + FeS2 + 8H2O = 15Fe2+ + 2SO42— + 16H+

（3）①偏低 ②偏高

（4）①KSCN或 4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O

②a. 向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液，攪拌

b. 滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液為pH為3.2～3.8

【解析】

試題分析：（1）Fe3＋的水解方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，故“酸浸”中硫酸要適當(dāng)過量，目的是：①提高鐵的浸出率，②抑制Fe3+的水解。

（2）根據(jù)題給信息確定反應(yīng)物和生成物，在酸性環(huán)境下用H2O和H＋平衡電荷和原子，根據(jù)電子得失守恒和離子所帶電荷守恒可以寫出該反應(yīng)的離子方程式為14Fe3+ + FeS2 + 8H2O = 15Fe2+ + 2SO42— + 16H+。

（3）①SnCl2不足，F(xiàn)e3＋沒有完全反應(yīng)，生成的Fe2＋偏少，則消耗的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小，則測定的Fe3＋量偏低；②若不加HgCl2，過量的Sn2＋也能夠被K2Cr2O7氧化，則消耗的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏高，則測定的Fe3＋量偏高。

（4）①Fe3＋與KSCN的絡(luò)合反應(yīng)或者Fe3＋與的顯色反應(yīng)均可以用于鑒別。產(chǎn)生Fe3＋的原因是Fe2＋被空氣中的氧氣氧化，離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O。②“過濾”后的溶液中有Fe2＋、Al3＋、Mg2＋以及少量Fe3＋，首先將Fe2＋完全氧化為Fe3＋，然后控制pH，只使Fe(OH)3沉淀，從表格數(shù)據(jù)可以分析，控制pH為3.2～3.8。故由“過濾”后的溶液模擬制備氧化鐵的實驗步驟：a. 氧化：向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液，攪拌；b. 沉淀：滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液為pH為3.2～3.8；c. 分離，洗滌；d. 烘干，研磨。