Question

【題目】工業(yè)上采用硫鐵礦焙燒去硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質)制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，流程如圖：

（1）濾渣I的主要成分是___(填化學式)。

（2）浸取過程中，可提高酸浸速率的措施有___ (任寫一條)。

（3）還原時，若試劑X為一種單質，則X的化學式為___。

（4）若試劑X選用SO2，寫出還原步驟的離子方程式：___。

（5）常見離子形成氫氧化物沉淀的pH見表，則該流程中pH應該調節(jié)為___(范圍)。

pH	Al3+	Fe2+
開始沉淀	3.0	5.8
完全沉淀	5.0	8.8

（6）從分離出濾渣II后的濾液中得到產品，應進行的操作是___、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】SiO2 燒渣粉碎、攪拌、適當增大硫酸的濃度、適當升高溫度(任寫一條) Fe 5.0~5.8 蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶

【解析】

Fe2O3、FeO、Al2O3能溶于稀硫酸，SiO2不溶于稀硫酸，因此濾渣I為SiO2，濾液中含有FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，加入還原試劑X還原Fe3+，根據除雜原則中不引入新雜質的原則可知，若試劑X為單質，則其為Fe粉，然后向溶液中加入試劑調節(jié)pH，依據Al3+完全沉淀、Fe2+開始沉淀時對應pH的差異將Al3+除去，然后過濾，將溶液經過一系列操作，最終制得FeSO4·7H2O，以此解答。

（1）由上述分析可知，濾渣I為SiO2；

（2）浸取過程中，可提高酸浸速率的措施有：粉碎燒渣以增大反應物接觸面積、攪拌增大反應物接觸、適當增大硫酸的濃度、適當升高溫度等；

（3）由上述分析可知，若試劑X為單質，則其為Fe粉；

（4）若試劑X選用SO2，SO2具有還原性，Fe3+具有氧化性，二者能夠發(fā)生氧化還原反應，SO2被氧化為，Fe3+被還原為Fe2+，根據得失電子守恒、電荷守恒以及原子守恒可知，該反應離子方程式為：；

（5）由上述分析可知，調節(jié)pH的目的是沉淀Al3+，而Fe2+不發(fā)生沉淀，因此該流程中pH應該調節(jié)為5.0~5.8；

（6）過濾后濾液中溶質主要為FeSO4，因為要得到七水合硫酸亞鐵晶體，所以，由溶液得到晶體的操作為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。