Question

【题目】工业上利用硫酸废渣(含Fe2＋、Fe3＋的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)并回收(NH4)2SO4，具体生产流程如图所示：

注：铵黄铁矾的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12

回答下列问题：

(1)在废渣溶解操作中，加速废渣溶解的措施有________。

(2)物质A是一种氧化剂。

①工业上物质A最好选用________(填序号)。

A．空气 B．Cl2 C．MnO2 D．KMnO4

②简述工业上这样选择A的理由：__________________________________。

③写出A参与反应的离子方程式：__________________________________。

(3)往铵黄铁矾溶液(含Fe3＋)中加入溶液B至pH为5时产生沉淀，请写出产生沉淀的离子方程式：__________________________________。

(4)回收所得的(NH4)2SO4晶体中可能含有的杂质是_______________________。

Answer 1

【答案】 不断搅拌、将废渣粉碎、升高温度(其他合理答案均可) A 成本或低价格低廉，且不带入杂质(其他合理答案均可) 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH MgSO4、CaSO4

【解析】废渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)，将废渣溶解，溶解时加入的物质能溶解废渣但不能引进杂质；然后向溶液中加入A，A具有氧化性，能氧化亚铁离子但不能引进新的杂质且原料易得、成本低，应为空气中的氧气，然后向溶液中加入氨水，溶液中硫酸铁和氨水反应生成铵黄铁矾，同时溶液中镁离子、钙离子形成氢氧化钙、氢氧化镁、硫酸钙等会结晶析出，过滤分离得到铵黄铁矾和滤液；将滤液蒸发浓缩回收硫酸铵；将铵黄铁矾溶于水得到溶液，然后向溶液中加入氨水，得到氢氧化铁沉淀，然后过滤得到滤渣，将滤渣加热得到铁红。

(1)加速废渣溶解，可采用的措施有：将废渣粉碎、加热、搅拌等，故答案为：将废渣粉碎、加热、搅拌等；

(2)①物质A是氧化剂，具有氧化性，能氧化亚铁离子，但不能引进新的杂质且原料易得、成本低，氯气和二氧化锰都具有氧化性，但引进新的杂质且成本高，所以选取空气，故答案为：A；

②空气作为原料，成本低，不产生污染，不引入杂质，故答案为：原料易得，成本低，不产生污染，不引入杂质；

③氧化过程中发生反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；

(3)往铵黄铁矾溶液(含Fe3＋)中加入氨水至pH为5时，铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，故答案为：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH；

(4)根据分析，回收所得的(NH4)2SO4晶体中可能含有的杂质有MgSO4、CaSO4，故答案为：MgSO4、CaSO4。