Question

（16分）以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃）的过程如下：

（1）酸溶过程中Fe₂O₃与稀硫酸反应的化学方程式为                            ；
“滤渣A”主要成份的化学式为        。
（2）还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe^{3 +}还原为Fe^{2 +}，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式：FeS₂ + 14Fe^{3 +} +     H₂O="=" 15Fe^{2 +} +     SO₄^2- +      。
（3）氧化过程中，O₂、NaOH与Fe²⁺反应的离子方程式为                       。
（4）为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是       （几种离子沉淀的pH见下表）；滤液B可以回收的物质有（写化学式）                    。

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

Answer 1

（16分）
（1）（5分）Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ ="=" Fe₂(SO₄) ₃+ 3H₂O（2分。化学式1分、配平1分）
SiO₂（2分。多写FeS₂不扣分，多写其它化学式0分）
（2）（3分）8   2    16H⁺（第空1分）
（3）（4分）4Fe^{2 +} + O₂ + 2H₂O + 8OH^－= 4Fe(OH)₃↓ （化学式对2分、配平2分。或
Fe²⁺+2OH^-=Fe(OH)₂↓（2分），4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃（2分）
（分两个方程写：第个方程式化学式对1分、配平1分）
（4）（5分）3.2~3.8（或之间的数据值，2分）   Na₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、MgSO₄（3分，多写H₂SO₄不扣分，多写其它0分）

解析试题分析：（1）氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式为Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ ="=" Fe₂(SO₄) ₃+ 3H₂O；硫酸渣中只有二氧化硅不与稀硫酸反应，所以“滤渣A”主要成份的化学式为SiO₂；
（2）FeS₂中的S元素的化合价是-1价，生成物中Fe的化合价是+2价，S的化合价是+6价，整体升高14价，而Fe³⁺的化合价降低1价，根据升降化合价总数相等，所以Fe³⁺的系数是14，则SO₄^2-的系数是2，再根据元素守恒和电荷守恒判断生成物中还有氢离子，其系数为16，则水的系数是8；
（3）O₂、NaOH与Fe²⁺反应生成氢氧化铁沉淀，离子方程式为4Fe^{2 +} + O₂ + 2H₂O + 8OH^－= 4Fe(OH)₃↓；
（4）根据表中数据使铁离子完全沉淀，而其他离子不能沉淀，所以溶液的pH的范围是）3.2~3.8；滤液B中则含有其他离子的硫酸盐，如Na₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、MgSO₄。
考点：考查对工艺流程的分析，物质的判断，化学方程式的配平