Question

【题目】一学习小组用100g某硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3）制备绿矾（FeSO47H2O），主要流程如图：

请回答下列问题：
（1）硫铁矿烧渣中加入硫酸酸浸往往需要升温，目的是 ， 操作1的名称是 ， 滤渣A是 ．
（2）试剂C为 ， 加入该试剂的目的是（用离子方程式表示）．
（3）调节溶液D的pH目的是 ．
（4）己知常温下Al（OH）3的Ksp=1.0×10﹣33 ， 若溶液中c（Al3+）为1.0mol/L，请计算Al3+开始沉淀的pH= ．
（5）依据上述流程中的相关数据，求该硫铁矿烧渣中Fe2O3的质量分数为 ． （本实验各操作中损失的硫酸盐、硫酸及调pH后溶液呈微酸性残留的硫酸忽略不计）

Answer 1

【答案】
（1）提高浸取效率；过滤；SiO2
（2）铁粉；2Fe3++Fe=3Fe2+
（3）使Al3+转化为Al（OH）3沉淀
（4）3
（5）48%
【解析】解：硫铁矿烧渣用足量的硫酸浸取，Fe2O3、Al2O3会与硫酸反应，分别生成Fe2（SO4）2和Al2（SO4）2 ， 而SiO2不反应，过滤把SiO2除去，然后再向滤液中加入足量的铁粉，将Fe3+转化成Fe2+ ， 加入碳酸亚铁调节溶液的pH，使Al3+转化为Al（OH）3沉淀过滤除去，得到FeSO4溶液，再经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到FeSO47H2O．（1）升高温度，反应速率加快，可以提高浸取效率；操作1是分离互不相溶的固体与液态，采取过滤操作；滤渣A是SiO2 ， 所以答案是：提高浸取效率；过滤；SiO2；（2）试剂C是铁粉，加入足量的铁粉将Fe3+转化成Fe2+ ， 反应离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+ ， 所以答案是：铁粉；2Fe3++Fe=3Fe2+；（3）加入碳酸亚铁调节溶液的pH，使Al3+转化为Al（OH）3沉淀过滤除去，所以答案是：使Al3+转化为Al（OH）3沉淀；（4）溶液中c（Al3+）=1.0mol/L，Ksp[Al（OH）3]=c（Al3+）×c3（OH﹣）=1.0×10﹣33 ， 可知开始沉淀时c（OH﹣）=1×10﹣11mol/L，则溶液中c（H+）= mol/L=1×10﹣3 ， 此时溶液pH=﹣lgc（H+）=1×10﹣3=3，所以答案是：3；（5）操作Ⅱ消耗Fe的质量为22.4g﹣5.6g=16.8g，其物质的量为 =0.3mol，根据2Fe3++Fe=3Fe2+可知n（Fe3+）=2×0.3mol=0.6mol，故氧化铁的物质的量为 =0.3mol，Fe2O3的质量分数为 =48%，所以答案是：48%．