Question

【題目】鐵的化合物有廣泛用途，如碳酸亞鐵(FeCO3)可作為補(bǔ)血?jiǎng)�，鐵紅(Fe2O3)可作為顏料。利用某硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要含Fe2O3、FeO，還有一定量的SiO2)制備碳酸亞鐵的流程如下：

（1）“酸溶”時(shí)加快反應(yīng)速率的方法有___________________(寫(xiě)出一種)。

（2）①“還原”時(shí)，FeS2與H2SO4不反應(yīng)，Fe3+通過(guò)兩個(gè)反應(yīng)被還原，其中一個(gè)反應(yīng)如下：FeS2 +14Fe3+ +8H2O＝15Fe2++2SO42－+16H+，則另一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為：___________；

②FeS2還原后，檢驗(yàn)Fe3+是否反應(yīng)完全的方法是___________。

（3）①“沉淀”時(shí)，需控制pH不宜過(guò)高，否則生成的FeCO3中可能混有___雜質(zhì)；

②寫(xiě)出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化學(xué)方程式：___________________；

③所得FeCO3需充分洗滌，檢驗(yàn)沉淀已洗滌干凈的方法是_________________。

（4）FeCO3濁液長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，同時(shí)釋放出CO2，則與FeCO3反應(yīng)的物質(zhì)為_________(填化學(xué)式)。

（5）FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時(shí)，也會(huì)生成FeO�，F(xiàn)煅燒34.8g的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物23.76g。則Fe2O3的質(zhì)量為______ g。

Answer 1

【答案】適度加熱、適量增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S取少量溶液，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，說(shuō)明其中含有Fe3+，反之，未反應(yīng)完全Fe(OH)2FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑取少許最后一次洗滌液于試管中，滴加稍過(guò)量稀鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴加BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈O2、H2O21.6

【解析】

燒渣（主要成分Fe2O3、FeO，還有一定量的SiO2)用硫酸浸取，過(guò)濾后含有硫酸鐵、硫酸亞鐵、未反應(yīng)的硫酸，濾渣為二氧化硅，用二硫化亞鐵還原Fe3+后過(guò)濾，得濾液中含有硫酸亞鐵，向?yàn)V液中加入碳酸銨，過(guò)濾得碳酸亞鐵，濾液中含有硫酸銨、碳酸銨。

可以通過(guò)加熱、增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等措施提高酸浸時(shí)反應(yīng)速率；（2）①Fe3+被FeS2還原成Fe2+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式包括：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42—+16H+、FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S；②Fe3+與KSCN溶液反應(yīng)呈血紅色，檢驗(yàn)Fe3+是否反應(yīng)完全可選擇KSCN溶液，具體方法是取少量溶液，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，說(shuō)明其中含有Fe3+，反之，未反應(yīng)完全；（3）①pH過(guò)高時(shí)溶液生成氫氧化亞鐵沉淀；②加入NH4HCO3生成“沉淀”的化學(xué)方程式為FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+FeCO3↓+H2O+CO2↑；③碳酸亞鐵表面會(huì)附著硫酸銨，所以檢驗(yàn)FeCO3是否洗凈，可以檢驗(yàn)洗滌濾液中是否有硫酸根離子，具體方法為：取少許最后一次洗滌液于試管中，滴加稀鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴加BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈；（4）紅褐色固體是Fe(OH)3，F(xiàn)eCO3、H2O和O2反應(yīng)生成Fe(OH)3和CO2；（5）在空氣中煅燒FeCO3生成氧化鐵和氧化亞鐵，設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為x mol，F(xiàn)eO的物質(zhì)的量為y mol，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后鐵元素守恒可得：①2x+y=0.3，②160x+72y=23.76，聯(lián)立解得x=0.135，可知Fe2O3的質(zhì)量為21.6g。