Question

12．硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等）是工業(yè)生產(chǎn)硫酸產(chǎn)生的廢渣，其綜合利用對環(huán)境保護具有現(xiàn)實意義．利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產(chǎn)品的實驗流程如圖1：

已知幾種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如圖2所示：
回答下列問題：
（1）酸浸、過濾后濾液中的金屬陽離子是Fe²⁺．
（2）煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品I和CO₂的化學反應方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．實驗室進行煅燒操作所需儀器除了酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒外，還有坩堝、坩堝鉗．
（3）生成產(chǎn)品II的化學方程式為（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl．為了獲得產(chǎn)品Ⅱ，向（NH₄）₂SO₄溶液中加入KCl溶液后，還需要進行的操作是：蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產(chǎn)品的實驗流程為：Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應生成鐵，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，過濾后所以濾液中的主要溶質是硫酸亞鐵；硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應得到碳酸亞鐵和硫酸銨；碳酸亞鐵與氧氣反應生成了氧化鐵、二氧化碳；硫酸銨與氯化鉀反應生成硫酸鉀和氯化銨，根據(jù)硫酸鉀的溶解度隨溫度變化不大，可用蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀，以此解答該題．
（1）Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應生成鐵，酸浸能與稀硫酸反應得到Fe²⁺、SiO₂不能與稀硫酸反應；
（2）根據(jù)圖示，碳酸亞鐵煅燒生成氧化鐵和二氧化碳氣體；根據(jù)煅燒操作的方法寫出使用的儀器名稱；
（3）硫酸銨與氯化鉀反應生成硫酸鉀和氯化銨，根據(jù)硫酸鉀的溶解度隨溫度變化不大，可用蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀．

解答 解：利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產(chǎn)品的實驗流程為：Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應生成鐵，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，過濾后所以濾液中的主要溶質是硫酸亞鐵；硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應得到碳酸亞鐵和硫酸銨；碳酸亞鐵與氧氣反應生成了氧化鐵、二氧化碳；硫酸銨與氯化鉀反應生成硫酸鉀和氯化銨，根據(jù)硫酸鉀的溶解度隨溫度變化不大，可用蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀．
（1）Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應生成鐵，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，所以濾液中的主要溶質是硫酸亞鐵，過濾后濾液中的金屬陽離子是Fe²⁺，
故答案為：Fe²⁺；
（2）碳酸亞鐵與氧氣反應生成了氧化鐵盒二氧化碳，反應的化學方程式為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；因實驗室進行煅燒操作所需儀器有：酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒、坩堝、坩堝鉗，還缺少的儀器為：坩堝、坩堝鉗，
故答案為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂； 坩堝、坩堝鉗；
（3）硫酸銨與氯化鉀反應生成硫酸鉀和氯化銨，反應方程式為（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl；因硫酸鉀的溶解度隨溫度變化不大，可用蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀，
故答案為：（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl；蒸發(fā)結晶、趁熱過濾．

點評 本題綜合考查物質的分離、提純以及制備，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握實驗的目的和原理，難度不大．