Question

【題目】工業上利用某廢渣（含FeSO4、Fe2(SO4)3及少量CaO和MgO）制備高檔顏料鐵紅（主要成分為Fe2O3）和回收(NH4)2SO4，其生產流程如下：

已知：a、氧化還原反應中，會有元素化合價發生變化。

b、回答下列問題：

（1）(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中鐵元素的化合價是_____。

（2）粉碎廢渣的目的_____，加入物質X溶解廢渣，X應選用_____（填序號）。

A 鹽酸

B 硫酸

C 氨水

D 氫氧化鈉

步驟①酸浸時，生成鹽的化學方程式為_____（任寫一個）。

（3）步驟③中操作Y的名稱是____，濾液中除含有很少量銨黃鐵礬外還含有__。

（4）步驟②通入氧氣氧化的目的是_____，工業上對該操作控制在4小時左右為宜，根據如圖有關數據分析，影響Fe3+氧化率的變化規律：_____。

Answer 1

【答案】+3 增大反應物之間的接觸面積，使反應充分進行 B （或） 過濾 硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸銨[或CaSO4、MgSO4、(NH4)2SO4] 將亞鐵離子（或Fe2+）氧化成三價鐵離子（或Fe3+） 溫度越高，pH越小（或酸性越強），三價鐵離子（或Fe2+）氧化率越高

【解析】

氧化鎂和硫酸生成硫酸鎂和水，氧化鈣和硫酸生成硫酸鈣和水，粉碎廢渣的目的增大反應物之間的接觸面積，使反應充分進行。

（1）(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中銨根離子的化合價為+1價，硫酸根離子的化合價為-2價，氫氧根離子的化合價為-1價，設鐵元素的化合價是x，化合物中各元素的正負化合價代數和為零，則，，故鐵元素的化合價是+3價。

（2）粉碎廢渣的目的增大反應物之間的接觸面積，使反應充分進行，廢渣中含有氧化鈣和氧化鎂，氧化鎂和硫酸生成硫酸鎂和水，氧化鈣和硫酸生成硫酸鈣和水，加入物質X溶解廢渣，X應選用硫酸，故選B。

步驟①酸浸時，生成鹽的反應是氧化鎂和硫酸生成硫酸鎂和水，或氧化鈣和硫酸生成硫酸鈣和水，故反應的化學方程式為（或）。

（3）步驟③中操作Y是將固體和液體分離，故名稱是過濾，氧化鎂和硫酸生成硫酸鎂，氧化鈣和硫酸生成硫酸鈣，氨水和硫酸鐵生成硫酸銨，故濾液中除含有很少量銨黃鐵礬外還含有硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸銨[或CaSO4、MgSO4、(NH4)2SO4]。

（4）生產流程需要將硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵和氨水反應，故步驟②通入氧氣氧化的目的是將亞鐵離子（或Fe2+）氧化成三價鐵離子（或Fe3+），由圖像可知，鐵離子的氧化率隨著酸性的減弱而減小，故工業上對該操作控制在4小時左右為宜，根據如圖有關數據分析，影響Fe3+氧化率的變化規律是溫度越高，pH越小（或酸性越強），三價鐵離子（或Fe2+）氧化率越高。