Question

利用硫酸工业废渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率，②__________________。

（2）“还原”是将Fe3＋转化为Fe2＋，同时FeS2被氧化为SO42－，该反应的离子方程式为____________.

（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。

实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应方程式如下：

2Fe3++Sn2++6Cl-===2Fe2++SnCl

Sn2++4Cl-+2HgCl2=== SnCl+Hg2Cl2↓

6Fe2++ Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O

①若SnCl2不足量，则测定的Fe3＋量__________(填“偏高”、“偏低”、“不变”)。

②若不加HgCl2，则测定的Fe3＋量偏高，其原因是_____________。

（4）①可选用______________(填试剂)检验滤液中含有Fe3＋。产生Fe3＋的原因是_________________(用离子反应方程式表示)。

②已知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	Fe(OH)2	Al(OH)3	Mg(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀	2.3	7.5	3.4	9.4	8.3
完全沉淀	3.2	9.7	4.4	12.4	9.8

实验可选用的试剂有：稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：

a．氧化：__________________________；

b．沉淀：_____________________；

c．分离，洗涤；

d．烘干，研磨。

Answer 1

（15分）．

（1）抑制Fe3+的水解（2分）

（2）14 Fe3++FeS2+8H2O=15 Fe2++2SO42-+16H+ （2分）

（3）①偏低（1分），

②若不加HgCl2，溶液中含有Sn2+，也可以被K2Cr2O7标准溶液氧化，消耗K2Cr2O7标准溶液的体积偏多，则测定的Fe3+量偏高（2分）

（4）①KSCN（2分）；4Fe2++O2+4H+=4Fe3++H2O（2分）

②a 向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌（2分）

b滴加NaOH溶液，调节溶液的pH为3.2～3.4（2分）

【解析】

试题分析：（1）因为Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质溶于硫酸后生成相应的金属离子，都会发生水解反应，该实验的目的之制备氧化铁，所以加入硫酸过量的主要目的是抑制Fe3+的水解；

（2）加入FeS2后将铁离子还原为亚铁离子，同时FeS2被氧化为SO，则根据元素守恒，则该反应中有水参加，产物中有氢离子生成，所以离子方程式是14 Fe3++FeS2+8H2O=15 Fe2++2SO42-+16H+；

（3）①若SnCl2不足量，则铁离子不能全部被还原，则消耗的K2Cr2O7标准溶液的体积偏少，造成测定的Fe3＋量偏低；

②若不加HgCl2，则多余的SnCl2也会被K2Cr2O7标准溶液氧化，消耗K2Cr2O7标准溶液的体积偏多，测定结果偏高；

（4）①可选用KSCN溶液检验滤液中的铁离子，去少量的滤液，加入KSCN溶液后，滤液变红色，证明含有铁离子；在过滤的过程中，亚铁离子可能被空气中的氧气氧化为铁离子，离子方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++H2O；

②a 、过滤后的滤液中，含有少量铁离子、亚铁离子、铝离子、镁离子，该实验的目的是制备氧化铁，所以先将亚铁离子氧化为铁离子，则向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌，不能选择稀硝酸，因为亚铁离子与稀硝酸反应产生有毒气体NO；

b、调节溶液的pH，因为只需将铁离子完全沉淀即可，根据表中数据可知，调节溶液的pH在3.2～3.4之间，则只有铁离子沉淀，所以沉淀步骤的操作是滴加NaOH溶液，调节溶液的pH为3.2～3.4。

考点：考查对工艺流程的分析，离子的检验，离子方程式的书写，实验方案的设计