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(duì)環(huán)境保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義．利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)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(wèn)題：
（1）酸浸、過(guò)濾后濾液中的金屬陽(yáng)離子是Fe²⁺．
（2）煅燒FeCO₃生成產(chǎn)品I和CO₂的化學(xué)反應(yīng)方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(xué)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(jìn)行的操作是：蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)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(shí)驗(yàn)流程為：Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應(yīng)生成鐵，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，過(guò)濾后所以濾液中的主要溶質(zhì)是硫酸亞鐵；硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應(yīng)得到碳酸亞鐵和硫酸銨；碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)生成了氧化鐵、二氧化碳；硫酸銨與氯化鉀反應(yīng)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(jié)晶、趁熱過(guò)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(yīng)生成鐵，酸浸能與稀硫酸反應(yīng)得到Fe²⁺、SiO₂不能與稀硫酸反應(yīng)；
（2）根據(jù)圖示，碳酸亞鐵煅燒生成氧化鐵和二氧化碳?xì)怏w；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(yīng)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(jié)晶、趁熱過(guò)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(shí)驗(yàn)流程為：Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應(yīng)生成鐵，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，過(guò)濾后所以濾液中的主要溶質(zhì)是硫酸亞鐵；硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應(yīng)得到碳酸亞鐵和硫酸銨；碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)生成了氧化鐵、二氧化碳；硫酸銨與氯化鉀反應(yīng)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(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀．
（1）Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應(yīng)生成鐵，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，所以濾液中的主要溶質(zhì)是硫酸亞鐵，過(guò)濾后濾液中的金屬陽(yáng)離子是Fe²⁺，
故答案為：Fe²⁺；
（2）碳酸亞鐵與氧氣反應(yīng)生成了氧化鐵盒二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；因?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行煅燒操作所需儀器有：酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒、坩堝、坩堝鉗，還缺少的儀器為：坩堝、坩堝鉗，
故答案為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂； 坩堝、坩堝鉗；
（3）硫酸銨與氯化鉀反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨，反應(yīng)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(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀，
故答案為：（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl；蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的分離、提純以及制備，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握�?shí)驗(yàn)的目的和原理，難度不大．