Question

工業(yè)上利用硫酸渣（含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的硫酸鹽及少量MgO）制備高檔顏料鐵紅（Fe₂O₃ ）和回收（NH₄）₂SO₄，具體生產(chǎn)流程如圖1：
（1）在廢渣溶解操作時，應選用

 

溶解（填字母）．
A、氨水    B、氫氧化鈉      
C、鹽酸    D、硫酸
（2）物質(zhì)A是一種氧化劑，工業(yè)上最好選用

 

（供選擇使用的有：空氣、Cl₂、MnO₂），其理由是

 

．
（3）根據(jù)圖2有關(guān)數(shù)據(jù)，你認為工業(yè)上氧化操作時應控制的條件是：

 

（填字母）．
A．溶液溫度控制在50℃，pH控制在1.5，氧化時間為4小時左右
B．溶液溫度控制在50℃，pH控制在1.5，氧化時間為6小時左右
C．溶液溫度控制在50℃，pH控制在2.5，氧化時間為8小時左右
D．溶液溫度控制在80℃，pH控制在1.5，氧化時間為4小時左右
（4）簡述檢驗“濾液”中含有NH₄⁺的實驗方法：

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設(shè)計題

分析：制備高檔顏料鐵紅（Fe₂O₃ ）和回收（NH₄）₂SO₄：用硫酸溶解廢渣，然后用空氣中氧氣氧化亞鐵離子，加入氨水后結(jié)晶得到銨黃鐵釩晶體，加水溶解后再加入氨水，反應生成氫氧化鐵沉淀，加熱氫氧化鐵獲得鐵紅，
（1）依據(jù)廢渣成分結(jié)合提純物質(zhì)組成分析判斷；
（2）氧化劑主要是用來氧化亞鐵離子，空氣來源豐富經(jīng)濟效益高不產(chǎn)生污染等回答；
（3）依據(jù)圖象分析，亞鐵離子的氧化率最高是溶液溫度為80℃，pH為1.5；
（4）氨氣能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，據(jù)此判斷銨根離子的檢驗方法．

解答： 解：根據(jù)制備流程可知：用硫酸溶解廢渣，然后用空氣中氧氣氧化亞鐵離子，加入氨水后結(jié)晶得到銨黃鐵釩晶體，加水溶解后再加入氨水，反應生成氫氧化鐵沉淀，加熱氫氧化鐵獲得鐵紅，
（1）在廢渣溶解操作時，目的是溶解氧化物，制備高檔顏料鐵紅（Fe₂O₃ ）和回收（NH₄）₂SO₄，不能引入雜質(zhì)離子，
A．氨水不能溶解氧化物，能沉淀鐵離子和亞鐵離子，故A不選；
B．氫氧化鈉溶液沉淀鐵離子和亞鐵離子不能溶解氧化鈣、氧化鎂，故B不選；
C．鹽酸溶解氧化鈣和氧化鎂，但引入氯離子不能除去，故C不選；
D．硫酸能溶解氧化鈣和氧化鎂，且不引入雜質(zhì)離子，故D選；
故答案為：D；
（2）氧化劑主要是氧化亞鐵離子便于提取，氯氣有毒且污染空氣，引入了氯離子；二氧化錳是難溶于水的固體，空氣來源豐富，成本低，不引入雜質(zhì)，不產(chǎn)生污染，
故答案為：空氣；原料來源容易，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質(zhì)；
（3）分析圖象可知在80℃時 溶液PH=1.5，此時亞鐵離子的氧化率在90%以上，時間在4小時左右，所以D正確，
故答案為：D；
（4）檢驗銨根離子的方法為：取少量濾液于試管中，向試管中加入足量的濃氫氧化鈉溶液，加熱．用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口處，紅色石蕊試紙變藍色，說明濾液中含有NH₄⁺，
故答案為：取少量濾液于試管中，向試管中加入足量的濃氫氧化鈉溶液，加熱．用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口處，紅色石蕊試紙變藍色，說明濾液中含有NH₄⁺．

點評：本題考查了物質(zhì)制備、提純、分離方法的綜合應用，題目難度中等，本題要注意從實驗目的和分離除雜原則考慮，如濾渣溶解時加硫酸而不加鹽酸，因目的是回收（NH₄）₂SO₄，結(jié)合題設(shè)去看流程，不必對流程每一步都弄清楚，如：如何生成黃鐵釩、如何生成硫酸銨等，試題有利于培養(yǎng)學生的分析、理解能力及化學實驗能力．