Question

【題目】以黃鐵礦為原料制硫酸產生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制備鐵紅（Fe2O3）的過程如下：

回答下列問題：

（1）酸溶時，粉碎硫酸渣的目的是_________________________________________。

（2）還原過程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量，同時有H2SO4生成，完成該反應的離子方程式：_________FeS2+14Fe3++______H2O═15Fe2++______SO42-+______．

（3）濾渣A的主要成分為_________。

（4）生產過程中，為了確保鐵紅的純度，氧化過程需要調節溶液的pH的范圍是___________;(部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表)

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
開始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

為得到純凈的Fe(OH)3固體，需要對沉淀進行洗滌，判斷沉淀Fe(OH)3是否洗凈的方法是____________________。

（5）當離子濃度≤1×10-5mol/L時可認為其沉淀完全。若要使Mg2+完全沉淀則要保持c(OH-)≥_____________。（已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，）

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快溶解速率 FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ SiO2 3.2—3.8 取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加少量BaCl2溶液，若無明顯現象，則沉淀已洗凈 7.5×10-4mol/L

【解析】

硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，硫酸渣中加入稀硫酸，Fe2O3、Al2O3、MgO都能溶于稀硫酸生成可溶性的硫酸鹽，SiO2和稀硫酸不反應，加入FeS2，Fe3+和FeS2發生氧化還原反應生成Fe2+，過濾，濾渣A中主要成分是SiO2，濾液中含有Fe2+、Mg2+、Al3+，向濾液中加入NaOH、通入空氣，且控制溶液pH，將Fe2+轉化為Fe(OH)3沉淀，再次過濾，濾液B中含有Mg2+、Al3+，濾渣中含有Fe(OH)3，然后洗滌、烘干，烘干時Fe(OH)3分解生成Fe2O3，研磨得到Fe2O3即鐵紅。

(1). 酸溶時，粉碎硫酸渣能增大反應物的接觸面積，加快反應速率，故答案為：增大接觸面積，加快溶解速率；

(2). 加入FeS2，Fe3+和FeS2發生氧化還原反應生成Fe2+，同時有H2SO4生成，根據得失電子守恒和原子守恒，該反應的離子方程式為：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故答案為：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；

(3). 二氧化硅不溶于稀硫酸，濾渣A的主要成分是SiO2，故答案為：SiO2；

(4). 根據幾種離子沉淀的pH，使Fe3+沉淀完全的pH為3.2，Al3+開始沉淀的pH為3.8，因此為了確保鐵紅的純度，氧化過程需要調節溶液的pH的范圍是3.2—3.8，氫氧化鐵吸附的陰離子有硫酸根離子，可用氯化鋇溶液檢驗硫酸根離子，其檢驗方法為取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加少量BaCl2溶液，若無明顯現象，則沉淀已洗凈，故答案為：3.2—3.8；取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加少量BaCl2溶液，若無明顯現象，則沉淀已洗凈；

(5). 若使Mg2+完全沉淀，則要保持c(OH) =mol/L=7.5×104mol/L，故答案為：7.5×104mol/L。