Question

【題目】工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)為原料制備高檔顏料——鐵紅(Fe2O3)，具體生產(chǎn)流程如下：

試回答下列問(wèn)題：

(1)“酸溶”過(guò)程中Fe3O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ；

(2)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)“步驟Ⅱ”中分離操作所用的玻璃儀器有 、玻璃棒和燒杯等；步驟Ⅳ中應(yīng)選用 試劑調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母編號(hào))。

A．稀硝酸 B．氫氧化鈉溶液 C．高錳酸鉀溶液 D．氨水

(3)檢驗(yàn)步驟Ⅲ已經(jīng)進(jìn)行完全的試劑是 ；

(4)步驟Ⅴ的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是 ；

(5)步驟Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ；

(6)步驟Ⅴ中，F(xiàn)eCO3達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，若室溫下測(cè)得溶液的pH為8.5，c(Fe2+)＝1×10-6 mol·L-1。試判斷所得的FeCO3中是否含有Fe(OH)2 (填“是”或“否”)，請(qǐng)通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算說(shuō)明理由。(已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10-17) ；

(7)欲測(cè)定硫鐵礦礦渣中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱(chēng)取ag樣品，充分“酸溶”、“水溶”后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入足量的H2O2，充分反應(yīng)后加入NaOH溶液至不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒至固體恒重，冷卻后稱(chēng)得殘留固體bg，測(cè)得該樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。

Answer 1

【答案】(1)Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O(2)漏斗；D(3)KSCN溶液

(4)防止NH4HCO3分解，減少Fe2+的水解(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2

(6)否；溶液中c(Fe2+)·c(OH－)2＝1×10－6×(1×10－5.5)2＝1×10－17＜Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10-17，故無(wú)Fe(OH)2沉淀生成(7)7b/10a(或112b/160a)

【解析】

試題分析：(1)酸溶過(guò)程中四氧化三鐵和酸反應(yīng)生成亞鐵離子、鐵離子和水，“酸溶”過(guò)程中Fe3O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；

(2)根據(jù)分析可知，步驟Ⅱ為過(guò)濾，過(guò)濾操作所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯等，步驟Ⅳ中調(diào)節(jié)pH值的試劑要能與酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì)，所以用氨水較好，故選D；

(3)步驟Ⅲ是將鐵離子還原成亞鐵離子，檢驗(yàn)步驟Ⅲ已經(jīng)進(jìn)行完全，即溶液中沒(méi)有鐵離子，可以用KSCN溶液；

(4)步驟Ⅴ是加入碳酸氫銨產(chǎn)生碳酸亞鐵溶液，溫度過(guò)高亞鐵離子水解程度增大同進(jìn)碳酸氫銨容易分解，所以溫度一般需控制在35℃以下；

(5)步驟Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)為碳酸亞鐵在空氣中與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可生成氧化鐵，反應(yīng)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；

(6)由題中數(shù)據(jù)可知，溶液中c(Fe2+)c(OH-)2=1×10-6×(1×10-5.5)2=1×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，故無(wú)Fe(OH)2沉淀生成，

(7)根據(jù)題意，最后稱(chēng)得殘留固體bg為氧化鐵，則鐵元素的質(zhì)量為112÷160×bg=0.7bg，根據(jù)鐵元素守恒可知樣品中鐵元素的質(zhì)量為0.7bg，所以樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。