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：

（1）酸溶過程中Fe2O3與稀硫酸反應的化學方程式為 ；“濾渣A”主要成份的化學式為 。

（2）還原過程中加入FeS2的目的是將溶液中的Fe3 +還原為Fe2 +，而本身被氧化為H2SO4，請完成該反應的離子方程式：FeS2 + 14Fe3 + + H2O=15Fe2 + + SO42- + 。

（3）氧化過程中，O2、NaOH與Fe2+反應的離子方程式為 ；

（4）為了確保鐵紅的質量，氧化過程需要調節溶液的pH的范圍是 (幾種離子沉淀的pH見下表)；濾液B可以回收的物質有(寫化學式)________________。

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
開始沉淀pH	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

Answer 1

【答案】（1）Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O；SiO2（2）8；2；16H+

（3）4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓

(或Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3)

（4）3.2～3.8(或之間的數據值)；Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4

【解析】

試題分析：（1）氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水，反應的化學方程式為：Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4) 3+3H2O；

硫酸渣中只有二氧化硅不與稀硫酸反應，所以“濾渣A”主要成份的化學式為SiO2；

（2）FeS2 中的S元素的化合價是-1價，生成物中Fe的化合價是+2價，S的化合價是+6價，整體升高14價，而Fe3+的化合價降低1價，根據升降化合價總數相等，所以Fe3+的系數是14，則SO42-的系數是2，再根據元素守恒和電荷守恒判斷生成物中還有氫離子，其系數為16，則水的系數是8，配平后的反應為：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；

（3）Fe2+與OH-反應生成4Fe(OH)2，Fe(OH)2不穩定易被氧氣氧化為Fe(OH)3，用化合價升價法配平方程式為：4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓；(或Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3)；

（4）根據幾種離子沉淀的pH，使Fe3+沉淀完全的PH為3.2，其他離子開始沉淀PH為3.8，因此所選PH因介于3.2和3.8之間；未沉淀的離子為：Na+、Mg2+、Al3+，故濾液B可以回收的物質有：Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4。