Question

【题目】工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）“酸溶”过程中Fe3O4发生反应的离子反应方程式为________________________；

（2）实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有_______、玻璃棒和烧杯等；步骤Ⅳ中应选用_______试剂调节溶液的pH(填字母编号)。

A．稀硝酸 B．氢氧化钠溶液 C．高锰酸钾溶液 D．氨水

（3）检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是_____________________；

（4）步骤Ⅴ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_________________________；

（5）步骤Ⅵ中发生反应的化学反应方程式为_____________________________；

（6）欲测定硫铁矿矿渣中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg，测得该样品中Fe元素的质量分数为__________。

Answer 1

【答案】 Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 漏斗 D KSCN溶液 防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解 4FeCO3 + O22Fe2O3 + 4CO2 7b/10a

【解析】二氧化硅为酸性氧化物，与硫酸不反应，硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)加入硫酸后(酸溶，且温度控制在200～300℃)生成硫酸亚铁、硫酸铁，过滤后得到的滤渣为二氧化硅，滤液中加入过量铁粉，生成硫酸亚铁溶液，调节pH后加入碳酸氢铵溶液，可生成碳酸亚铁固体，经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁。

(1)二氧化硅为酸性氧化物，与硫酸不反应，硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)加入硫酸(酸溶，且温度控制在200～300℃)，酸溶过程中四氧化三铁和酸反应生成亚铁离子、铁离子和水，“酸溶”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，故答案为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；

(2)根据分析可知，步骤Ⅱ为过滤，过滤操作所用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯等，步骤Ⅳ中调节pH值的试剂要能与酸反应且不引入新的杂质，所以用氨水较好，故选D，故答案为：漏斗；D；

(3)硫氰化钾溶液与铁离子反应，溶液显示红色，可以检验溶液中是否含有铁离子，步骤Ⅲ是将铁离子还原成亚铁离子，检验步骤Ⅲ已经进行完全，即溶液中没有铁离子，可以用KSCN溶液，故答案为：KSCN溶液；

(4)步骤Ⅴ是加入碳酸氢铵产生碳酸亚铁溶液，温度过高亚铁离子水解程度增大同进碳酸氢铵容易分解，所以温度一般需控制在35℃以下，故答案为：防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解；

(5)步骤Ⅵ中发生反应为碳酸亚铁在空气中与氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁，反应方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，故答案为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；

(6)加入足量的H2O2发生反应是酸性溶液中亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，根据题意，最后称得残留固体bg为氧化铁，则铁元素的质量为×bg=0.7bg，根据铁元素守恒可知样品中铁元素的质量为0.7bg，所以样品中Fe元素的质量分数为×100%=×100%，故答案为： ×100%。