Question

【题目】工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）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）硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为______________（填化学式）。

（2）实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有______________；

（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中发生反应的化学方程式为______________。

（6）欲测定硫铁矿烧渣中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。 计算该样品中Fe元素的质量分数为______________。

Answer 1

【答案】 SiO2 漏斗、玻璃棒、烧杯 KSCN溶液(或其他合理答案) 防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋的水解 4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2 ×100%

【解析】硫铁矿烧渣加入硫酸后生成硫酸亚铁、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)硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)，酸溶过程中Fe3O4、Fe2O3、FeO都可以溶解，二氧化硅是酸性氧化物，所以不溶物为SiO2，故答案为：SiO2；

(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，故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；

(3)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沉淀，温度过高亚铁离子水解程度增大，同时碳酸氢铵容易分解，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)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%。