Question

【题目】铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂，铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的流程如下：

(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有________________________________(写出一种)。

(2)①“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过两个反应被还原，其中一个反应如下：FeS2 +14Fe3+ +8H2O＝15Fe2+ +2SO42－+16H+，则另一个反应的离子方程式为：___________________；②FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的方法是_______________________。

(3)①“沉淀”时，需控制pH不宜过高，否则生成的FeCO3中可能混有____________杂质；

②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式：___________________________；

③所得FeCO3需充分洗涤，检验沉淀已洗涤干净的方法是_______________________。

(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，同时释放出CO2，则与FeCO3反应的物质为___________________(填化学式)。

（5）FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时，也会生成FeO．现煅烧23.2kg的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物15.84kg．则Fe2O3的质量为___________kg。

Answer 1

【答案】（1）加热、增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等；

（2）①FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓②取少量溶液，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明其中含有Fe3+，反应，未反应完全；

（3）①Fe(OH)2②FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑③取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净；（4）O2、H2O（5）14.4

【解析】

试题分析：烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤渣为二氧化硅，用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤，得滤液中含有硫酸亚铁，向滤液中加入碳酸铵，过滤得碳酸亚铁，滤液中含有硫酸铵、碳酸铵；

（1）可以通过加热、增加硫酸的浓度、固体粉碎及搅拌等措施提高酸浸时反应速率：

（2）①Fe3+被FeS2还原成Fe2+，发生反应的离子方程式包括：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+、FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓；②Fe3+与KSCN溶液反应呈血红色，检验Fe3+是否反应完全可选择KSCN溶液，具体方法是取少量溶液，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明其中含有Fe3+，反应，未反应完全；

（3）①pH过高时溶液生成氢氧化亚铁沉淀；

②加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑；

③碳酸亚铁表面会附着硫酸铵，所以检验FeCO3是否洗净，可以检验洗涤滤液中是否有硫酸根离子，具体方法为：取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净；

（4）红褐色固体是Fe（OH）3，FeCO3、H2O和O2反应生成Fe（OH）3和CO2；

（5）在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，设Fe2O3的质量为x，根据化学反应前后铁元素质量不变可得：，解得x=14.4 kg。