Question

利用硫酸渣（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(guò)量，目的是①提高鐵的浸出率，②               。

（2）“還原”是將Fe^3＋轉(zhuǎn)化為Fe^2＋，同時(shí)FeS₂被氧化為SO₄^2－，該反應(yīng)的離子方程式為             。

（3）為測(cè)定“酸浸”步驟后溶液中Fe^3＋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(guò)量SnCl₂，再加HgCl₂除去過(guò)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：

2Fe^3＋＋Sn^2＋＋6Cl^－＝2Fe^2＋＋SnCl₆^2－，

Sn^2＋＋4Cl^－＋2HgCl₂＝SnCl₆^2－＋Hg₂Cl₂↓，

6Fe^2＋＋Cr₂O₇^2－＋14H^＋＝6Fe^3＋＋2Cr^3＋＋7H₂O。

①若SnCl₂不足量，則測(cè)定的Fe^3＋量       （填“偏高”、“偏低”、“不變”，下同），

②若不加HgCl₂，則測(cè)定的Fe^3＋量         。

（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(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2	Mn(OH)2
開始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4	8.3
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	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(guò)程中不產(chǎn)生有毒氣體。

請(qǐng)完成由“過(guò)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

【答案】

（1）抑制Fe³⁺的水解（2）14Fe³⁺+FeS₂+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2—+16H⁺

（3） ①偏低  ②偏高  （4）①KSCN或     4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋＝4Fe^3＋＋2H₂O

②a.向溶液中加入過(guò)量的酸性高錳酸鉀溶液，攪拌 

b.滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液為pH為3.2～3.8

【解析】

試題分析：（1）Fe³⁺水解生成氫氧化鐵，所以硫酸過(guò)量可抑制Fe³⁺水解。（2）Fe³⁺與FeS₂生成Fe²⁺和SO₄^2-，F(xiàn)eS₂中Fe為+2價(jià)、S為-1價(jià)，根據(jù)得失電子相等、電荷守恒、質(zhì)量守恒配平。（3）若SnCl₂不足量，F(xiàn)e³⁺不能完全被還原，生成的Fe²⁺物質(zhì)的量偏低，所測(cè)結(jié)果偏低；若不加HgCl₂，過(guò)量的Sn²⁺也能被重鉻酸鉀溶液氧化，所測(cè)結(jié)果偏高。（4）①Fe³⁺與SCN^-生成血紅色溶液、Fe³⁺與苯酚生成紫色溶液。濾液中的Fe²⁺能被空氣中的氧氣氧化生成Fe³⁺。②氧化時(shí)不使用硝酸，使用高錳酸鉀溶液氧化，避免產(chǎn)生NO氣體污染環(huán)境；沉淀時(shí)使Fe³⁺完全沉淀、其它離子不沉淀，所以加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH3.2～3.8。

考點(diǎn)： 化工生產(chǎn)條件的控制  離子方程式的書寫  誤差分析  離子的檢驗(yàn)  化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)