Question

【题目】工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)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)“酸溶”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为 ；

(2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有 、玻璃棒和烧杯等；步骤Ⅳ中应选用 试剂调节溶液的pH(填字母编号)。

A．稀硝酸 B．氢氧化钠溶液 C．高锰酸钾溶液 D．氨水

(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中发生反应的化学反应方程式为 ；

(6)步骤Ⅴ中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，c(Fe2+)＝1×10-6 mol·L-1。试判断所得的FeCO3中是否含有Fe(OH)2 (填“是”或“否”)，请通过简单计算说明理由。(已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10-17) ；

(7)欲测定硫铁矿矿渣中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，测得该样品中Fe元素的质量分数为 。

Answer 1

【答案】(1)Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O(2)漏斗；D(3)KSCN溶液

(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2

(6)否；溶液中c(Fe2+)·c(OH－)2＝1×10－6×(1×10－5.5)2＝1×10－17＜Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10-17，故无Fe(OH)2沉淀生成(7)7b/10a(或112b/160a)

【解析】

试题分析：(1)酸溶过程中四氧化三铁和酸反应生成亚铁离子、铁离子和水，“酸溶”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；

(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，步骤Ⅳ中调节pH值的试剂要能与酸反应且不引入新的杂质，所以用氨水较好，故选D；

(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；

(4)步骤Ⅴ是加入碳酸氢铵产生碳酸亚铁溶液，温度过高亚铁离子水解程度增大同进碳酸氢铵容易分解，所以温度一般需控制在35℃以下；

(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；

(6)由题中数据可知，溶液中c(Fe2+)c(OH-)2=1×10-6×(1×10-5.5)2=1×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，故无Fe(OH)2沉淀生成，

(7)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112÷160×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。