Question

【题目】以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：

回答下列问题：

（1）酸溶时，粉碎硫酸渣的目的是_________________________________________。

（2）还原过程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量，同时有H2SO4生成，完成该反应的离子方程式：_________FeS2+14Fe3++______H2O═15Fe2++______SO42-+______．

（3）滤渣A的主要成分为_________。

（4）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是___________;(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表)

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

为得到纯净的Fe(OH)3固体，需要对沉淀进行洗涤，判断沉淀Fe(OH)3是否洗净的方法是____________________。

（5）当离子浓度≤1×10-5mol/L时可认为其沉淀完全。若要使Mg2+完全沉淀则要保持c(OH-)≥_____________。（已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，）

Answer 1

【答案】增大接触面积，加快溶解速率 FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ SiO2 3.2—3.8 取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净 7.5×10-4mol/L

【解析】

硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，硫酸渣中加入稀硫酸，Fe2O3、Al2O3、MgO都能溶于稀硫酸生成可溶性的硫酸盐，SiO2和稀硫酸不反应，加入FeS2，Fe3+和FeS2发生氧化还原反应生成Fe2+，过滤，滤渣A中主要成分是SiO2，滤液中含有Fe2+、Mg2+、Al3+，向滤液中加入NaOH、通入空气，且控制溶液pH，将Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀，再次过滤，滤液B中含有Mg2+、Al3+，滤渣中含有Fe(OH)3，然后洗涤、烘干，烘干时Fe(OH)3分解生成Fe2O3，研磨得到Fe2O3即铁红。

(1). 酸溶时，粉碎硫酸渣能增大反应物的接触面积，加快反应速率，故答案为：增大接触面积，加快溶解速率；

(2). 加入FeS2，Fe3+和FeS2发生氧化还原反应生成Fe2+，同时有H2SO4生成，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故答案为：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；

(3). 二氧化硅不溶于稀硫酸，滤渣A的主要成分是SiO2，故答案为：SiO2；

(4). 根据几种离子沉淀的pH，使Fe3+沉淀完全的pH为3.2，Al3+开始沉淀的pH为3.8，因此为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2—3.8，氢氧化铁吸附的阴离子有硫酸根离子，可用氯化钡溶液检验硫酸根离子，其检验方法为取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净，故答案为：3.2—3.8；取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净；

(5). 若使Mg2+完全沉淀，则要保持c(OH) =mol/L=7.5×104mol/L，故答案为：7.5×104mol/L。