Question

【题目】硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是工业生产硫酸的废渣，利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的流程如下图所示：

(1)硫铁矿烧渣焙烧时所添加的还原剂最有可能的是______。

A.铝 B.锌 C.碳

(2)酸浸、过滤后滤液中的主要成分是________。滤渣是__________。

(3)反应Ⅰ的溶液为防止被氧化，需加___________，其离子方程式为__________________。

(4)反应Ⅰ的反应温度一般需控制在15℃以下，其目的是____________________。

(5)空气中煅烧FeCO3生成产品b的化学反应方程式为_____________________。

(6)检验产品a中是否含有氯化物杂质的实验操作是：取少量产品a于试管中配成溶液，___________。

Answer 1

【答案】C FeSO4(或FeSO4和H2SO4) SiO2 稀硫酸还要加入少量铁粉 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解) 4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2↑ 滴加过量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中滴加AgNO3溶液

【解析】

硫铁矿烧渣在灼烧时加入碳，发生氧化还原反应生成铁，加入硫酸后Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁，过滤后得到的滤渣为二氧化硅，滤液中加入碳酸氢铵溶液，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，可生成铁红，反应Ⅰ过滤后所得溶液为硫酸铵和碳酸氢铵的混合物，加入硫酸得到硫酸铵，加入氯化钾可得到氯化铵和硫酸钾，以此解答该题。

(1)硫铁矿烧渣焙烧时所添加的还原剂最有可能的是碳，若加入金属铝或锌，可引入新杂质，而加入碳被氧化生成CO2气体，从固体产物中逸出，因此不会引入新杂质，故合理选项是C；

(2)焙烧后的固体为Fe和SiO2的混合物，加入H2SO4，Fe与H2SO4反应生成FeSO4，如H2SO4过量，则滤液中还含有H2SO4，而SiO2不溶于稀H2SO4，所以过滤后的滤渣为SiO2；

(3)为防止FeSO4溶液中Fe2+的水解及氧化，可加入适当稀硫酸抑制Fe2+水解，加入少量铁粉防止Fe2+氧化，其中Fe2+发生氧化反应时的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

(4)NH4HCO3不稳定，受热分解为NH3、H2O、CO2，所以反应I的反应温度一般需在较低的稳定下进行，一般控制在35℃以下，其目的是防止碳酸氢铵受热分解；

(5)FeCO3与O2在高温下反应生成了Fe2O3和CO2，反应方程式为4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2↑；

(6)产品a主要为K2SO4，为检验是否含有氯化物杂质，应加入AgNO3溶液，由于AgNO3溶液会与K2SO4反应产生Ag2SO4白色沉淀，为排除干扰，在加入AgNO3溶液之前应加入过量的Ba(NO3)2溶液，使SO42-形成BaSO4沉淀，以除去SO42-的干扰，过滤后再加入硝酸银溶液。