Question

7．實驗室用某冶金廠的廢渣（Fe₂O₃、Al₂O₃和少量FeS、SiO₂等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）[Fe（OH）（SO₄）]_n和高純度的Al₂O₃，過程如圖1：

（1）寫出酸浸時廢渣中主要成分發(fā)生反應的一個離子方程式Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O（或Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O）．
過程①中FeS轉(zhuǎn)化為Fe³⁺和硫單質(zhì)，寫出此反應的離子方程式4FeS+3O₂+12H⁺═4Fe³⁺+4S+6H₂O．
（2）將濾渣灼燒可得到純度較高的晶體，產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液不會褪色的是C（填編號）．
A．品紅溶液  B．酸性KMnO₄溶液C．紫色石蕊溶液  D．溴水
（3）加入K₂CO₃，溶液中Fe³⁺、Al³⁺的相對含量的變化如圖2所示，則x的值的范圍為2.5～3.5．控制溶液的溫度為70～80℃的目的是過高的溫度不利于聚鐵的形成（或Fe³⁺水解形成Fe（OH）₃膠體或溫度太低不利于水解，溫度過高難于生成聚鐵）．
（4）過程③中若用NaOH代替氨水會造成鋁元素的損失，其原因是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O（或Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O）．（用離子方程式表示）．

Answer 1

分析 廢渣（Fe₂O₃、Al₂O₃和少量FeS、SiO₂等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）[Fe（OH）（SO₄）]_n和高純度的Al₂O₃，由流程可知，加硫酸溶解后，發(fā)生Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、4FeS+3O₂+12H⁺═4Fe³⁺+4S+6H₂O，濾渣為S、SiO₂，過濾后濾液加碳酸鉀調(diào)節(jié)pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化為聚鐵，然后濾液中加氨水生成沉淀為氫氧化鋁，氫氧化鋁灼燒生成氧化鋁，以此來解答．

解答 解：廢渣（Fe₂O₃、Al₂O₃和少量FeS、SiO₂等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）[Fe（OH）（SO₄）]_n和高純度的Al₂O₃，由流程可知，加硫酸溶解后，發(fā)生Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、4FeS+3O₂+12H⁺═4Fe³⁺+4S+6H₂O，濾渣為S、SiO₂，過濾后濾液加碳酸鉀調(diào)節(jié)pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化為聚鐵，然后濾液中加氨水生成沉淀為氫氧化鋁，氫氧化鋁灼燒生成氧化鋁，
（1）酸浸時廢渣中主要成分發(fā)生反應的一個離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O（或Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O）；過程①中FeS轉(zhuǎn)化為Fe³⁺和硫單質(zhì)，寫出此反應的離子方程式為4FeS+3O₂+12H⁺═4Fe³⁺+4S+6H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O（或Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O）；4FeS+3O₂+12H⁺═4Fe³⁺+4S+6H₂O；
（2）濾渣灼燒可得到純度較高的晶體為二氧化硫，為酸性氧化物，具有還原性和漂白性，與A、B、D中均反應，只有C中溶液不褪色，故答案為：C；
（3）加入K₂CO₃，溶液中Fe³⁺、Al³⁺的相對含量的變化由圖2可知，則x的值的范圍為2.5～3.5．控制溶液的溫度為70～80℃的目的是過高的溫度不利于聚鐵的形成（或Fe³⁺水解形成Fe（OH）₃膠體或溫度太低不利于水解，溫度過高難于生成聚鐵），
故答案為：2.5～3.5；過高的溫度不利于聚鐵的形成（或Fe³⁺水解形成Fe（OH）₃膠體或溫度太低不利于水解，溫度過高難于生成聚鐵）；
（4）過程③中若用NaOH代替氨水會造成鋁元素的損失，其原因是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O（或Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O），
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O（或Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O）．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，為高頻考點，把握制備實驗流程、混合物分離提純方法、物質(zhì)的性質(zhì)和發(fā)生的反應為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．