Question

利用硫酸工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等雜質(zhì))制備氧化鐵的工藝流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要適當(dāng)過量，目的是：①提高鐵的浸出率，②__________________。

（2）“還原”是將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，同時FeS2被氧化為SO42－，該反應(yīng)的離子方程式為____________.

（3）為測定“酸浸”步驟后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。

實(shí)驗(yàn)步驟為：準(zhǔn)確量取一定體積的酸浸后的溶液于錐形瓶中，加入HCl、稍過量SnCl2，再加HgCl2除去過量的SnCl2，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，有關(guān)反應(yīng)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，則測定的Fe3＋量__________(填“偏高”、“偏低”、“不變”)。

②若不加HgCl2，則測定的Fe3＋量偏高，其原因是_____________。

（4）①可選用______________(填試劑)檢驗(yàn)濾液中含有Fe3＋。產(chǎn)生Fe3＋的原因是_________________(用離子反應(yīng)方程式表示)。

②已知部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的，pH見下表：

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

實(shí)驗(yàn)可選用的試劑有：稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制備過程中不產(chǎn)生有毒氣體。請完成由“過濾”后的溶液模擬制備氧化鐵的實(shí)驗(yàn)步驟：

a．氧化：__________________________；

b．沉淀：_____________________；

c．分離，洗滌；

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標(biāo)準(zhǔn)溶液氧化，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏多，則測定的Fe3+量偏高（2分）

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

②a 向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液，攪拌（2分）

b滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH為3.2～3.4（2分）

【解析】

試題分析：（1）因?yàn)镕e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等雜質(zhì)溶于硫酸后生成相應(yīng)的金屬離子，都會發(fā)生水解反應(yīng)，該實(shí)驗(yàn)的目的之制備氧化鐵，所以加入硫酸過量的主要目的是抑制Fe3+的水解；

（2）加入FeS2后將鐵離子還原為亞鐵離子，同時FeS2被氧化為SO，則根據(jù)元素守恒，則該反應(yīng)中有水參加，產(chǎn)物中有氫離子生成，所以離子方程式是14 Fe3++FeS2+8H2O=15 Fe2++2SO42-+16H+；

（3）①若SnCl2不足量，則鐵離子不能全部被還原，則消耗的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏少，造成測定的Fe3＋量偏低；

②若不加HgCl2，則多余的SnCl2也會被K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液氧化，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏多，測定結(jié)果偏高；

（4）①可選用KSCN溶液檢驗(yàn)濾液中的鐵離子，去少量的濾液，加入KSCN溶液后，濾液變紅色，證明含有鐵離子；在過濾的過程中，亞鐵離子可能被空氣中的氧氣氧化為鐵離子，離子方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++H2O；

②a 、過濾后的濾液中，含有少量鐵離子、亞鐵離子、鋁離子、鎂離子，該實(shí)驗(yàn)的目的是制備氧化鐵，所以先將亞鐵離子氧化為鐵離子，則向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液，攪拌，不能選擇稀硝酸，因?yàn)閬嗚F離子與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體NO；

b、調(diào)節(jié)溶液的pH，因?yàn)橹恍鑼㈣F離子完全沉淀即可，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，調(diào)節(jié)溶液的pH在3.2～3.4之間，則只有鐵離子沉淀，所以沉淀步驟的操作是滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH為3.2～3.4。

考點(diǎn)：考查對工藝流程的分析，離子的檢驗(yàn)，離子方程式的書寫，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)