Question

【題目】工業(yè)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(chǎn)流程如下：

已知：a、氧化還原反應(yīng)中，會有元素化合價(jià)發(fā)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(jià)是_____。

（2）粉碎廢渣的目的_____，加入物質(zhì)X溶解廢渣，X應(yīng)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(shí)，生成鹽的化學(xué)方程式為_____（任寫一個(gè)）。

（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(yè)上對該操作控制在4小時(shí)左右為宜，根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù)分析，影響Fe3+氧化率的變化規(guī)律：_____。

Answer 1

【答案】+3 增大反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)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(jià)鐵離子（或Fe3+） 溫度越高，pH越小（或酸性越強(qiáng)），三價(jià)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(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行。

（1）(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中銨根離子的化合價(jià)為+1價(jià)，硫酸根離子的化合價(jià)為-2價(jià)，氫氧根離子的化合價(jià)為-1價(jià)，設(shè)鐵元素的化合價(jià)是x，化合物中各元素的正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，則，，故鐵元素的化合價(jià)是+3價(jià)。

（2）粉碎廢渣的目的增大反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)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(zhì)X溶解廢渣，X應(yīng)選用硫酸，故選B。

步驟①酸浸時(shí)，生成鹽的反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)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(chǎn)流程需要將硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵和氨水反應(yīng)，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(jià)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(yè)上對該操作控制在4小時(shí)左右為宜，根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù)分析，影響Fe3+氧化率的變化規(guī)律是溫度越高，pH越小（或酸性越強(qiáng)），三價(jià)鐵離子（或Fe2+）氧化率越高。