Question

下圖是用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂）為原料制備高純氧化鐵的生成流程示意圖：
回答下列問題：
（1）酸浸時，將硫鐵礦燒渣粉碎的原因是

 

．
（2）酸浸、過濾后濾液A中含有的金屬陽離子是

 

．
（3）煅燒FeCO₃生成產品Ⅰ的化學方程式為

 

．
（4）產品Ⅱ的化學式為

 

，加入過量鐵粉的目的是

 

．
（4）寫出步驟Ⅳ反應的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護

專題：實驗設計題

分析：在礦鐵中加入酸，SiO₂不與酸反應，過濾后所得濾渣為SiO₂，濾液A中加入過量鐵粉將Fe³⁺還原為Fe²⁺，可加入氨水調節(jié)溶液pH至5～6.5，過濾后在濾液B中加入碳酸氫銨可生成FeCO₃，應高溫煅燒可得Fe₂O₃，硫酸銨溶液和KCl合成無氯鉀肥硫酸銨鉀．
（1）酸浸時，將硫鐵礦燒渣粉碎，增大了固體的接觸面積，加快化學反應速率；
（2）Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO能與稀硫酸反應得到Fe²⁺、Fe³⁺，SiO₂不能與稀硫酸反應；
（3）由流程圖可知，煅燒FeCO₃生成產品Ⅰ氧化鐵和二氧化碳，F(xiàn)e元素化合價升高，反應物中應有氧氣；
（4）硫酸銨溶液和KCl合成無氯鉀肥硫酸銨鉀，化學式為KNH₄SO₄，濾液A中加入過量鐵粉將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（5）濾液B中含有硫酸亞鐵，加入NH4HCO3溶液發(fā)生的化學方程式為FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃ ↓+CO₂↑+（NH₄）₂ SO₄+H₂O；

解答： 解：（1）酸浸時，將硫鐵礦燒渣粉碎，增大了固體的接觸面積，加快化學反應速率，
故答案為：增大了固體的接觸面積，加快化學反應速率；
（2）Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO能與稀硫酸反應得到Fe²⁺、Fe³⁺，SiO₂不能與稀硫酸反應，因此酸浸、過濾后濾液A中含有的金屬陽離子是Fe²⁺、Fe³⁺，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺；
（3）由流程圖可知，煅燒FeCO₃生成產品Ⅰ氧化鐵和二氧化碳，F(xiàn)e元素化合價升高，反應物中應有氧氣，化學方程式為4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案為：4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂；
（4）硫酸銨溶液和KCl合成無氯鉀肥硫酸銨鉀，化學式為KNH₄SO₄，濾液A中加入過量鐵粉將Fe³⁺還原為Fe²⁺，
故答案為：KNH₄SO₄；將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（5）濾液B中含有硫酸亞鐵，加入NH4HCO3溶液發(fā)生的化學方程式為FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃ ↓+CO₂↑+（NH₄）₂ SO₄+H₂O，因此步驟Ⅳ反應的離子方程式為：
Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃ ↓+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃ ↓+CO₂↑+H₂O．

點評：本題考查物質的制備和分離操作，側重于學生分析能力、實驗能力和綜合運用化學知識能力的考查，為高考常見題型，題目難度中等，注意根據(jù)實驗流程以及相關物質的性質解答該題．