Question

【題目】從古至今，鐵及其化合物在人類生產(chǎn)、生活中的作用發(fā)生了巨大的變化。

(1)現(xiàn)代工業(yè)“接觸法制硫酸”用黃鐵礦(主要成分為FeS2)為原料。測得硫酸渣的化學(xué)成分為：SiO2約45%，Fe2O3約40%，Al2O3約10%，MgO約5%。用該廢渣制取藥用輔料——紅氧化鐵的工藝流程如下(部分操作和條件略)：

請回答下列問題：

①在步驟i中產(chǎn)生的有毒氣體可能有___________________。

②在步驟iii操作中，要除去的離子之一為Al3+，若常溫時Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32，此時理論上將Al3+沉淀完全，則溶液的pH為_________(注：c(Al3+)≤10-5mol·L-1視為沉淀完全)。

③步驟ⅳ中，洗滌沉淀的操作是___________________。

生成FeCO3的離子方程式是__________________。

(2)氯化鐵溶液稱為化學(xué)試劑中的“多面手”，向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入氧化銅粉末會產(chǎn)生新的沉淀，寫出該沉淀的化學(xué)式_____________。請用平衡移動的原理，結(jié)合必要的離子方程式，對此現(xiàn)象作出解釋：______________________。

(3)古老而神奇的藍色染料普魯士藍的合成方法如下：

復(fù)分解反應(yīng)ⅱ的離子方程式是________________________________________。

Answer 1

【答案】 CO和SO2 5 沿玻璃棒向過濾器中加蒸餾水至淹沒沉淀，靜置，待水全部濾出后，再重復(fù)2～3次 Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+H2O Fe(OH)3 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO與H+反應(yīng)生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動，生成Fe(OH)3沉淀 3[Fe(CN)6] 4-+ 4Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3↓

【解析】工業(yè)廢渣主要含Fe2O3及SiO2、A12O3、MgO等雜質(zhì)，加煤燃燒可生成CO、SO2等有毒氣體，加硫酸后只有二氧化硅不反應(yīng)，過濾除去二氧化硅，然后調(diào)節(jié)pH，Fe3+和Al3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀，而亞鐵離子沒有轉(zhuǎn)化為沉淀，向濾液加入碳酸氫銨將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，過濾得到碳酸亞鐵，需要洗滌、干燥，然后煅燒得到紅氧化鐵；

（1）①由分析可知，在步驟i中產(chǎn)生的有毒氣體可能有CO、SO2等；②常溫時Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32，此時理論上將Al3+沉淀完全，c(OH-)=1.0×10-32/105mol/L=10-9，則c(H+)=1014/109mol/L=10-5mol/L，pH=5；③洗滌沉淀需要在過濾器中進行，則步驟ⅳ中，洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒向過濾器中加蒸餾水至淹沒沉淀，靜置，待水全部濾出后，再重復(fù)2～3次；生成FeCO3的離子方程式是：Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+H2O；（2）因為Fe3+會水解產(chǎn)生較多的H+：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO與H+反應(yīng)生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動，生成Fe(OH)3沉淀；（4）①根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知復(fù)分解反應(yīng)ii的離子方程式為：3[Fe(CN)6]4－+ 4Fe3+ =Fe4[Fe(CN)6]3↓。