Question

【題目】以黃鐵礦燒渣（主要成分為Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等）為原料制備顏料鐵紅（Fe2O3）、晶體E，回收H和重金屬混合物的生產工藝流程如圖所示：

請按要求回答下列問題：

（1）工藝流程的中間產物（NH4）2Fe6（SO4）4（OH）12中Fe的化合價為__。Fe在周期表中的位置為第___周期第VIII族。

（2）將燒渣溶解前需進行“粉碎和提高溫度”的目的是___。過程①溶解燒渣所需試劑中溶質的化學式為___。反應②的化學方程式：___。

（3）反應③的目的是___。氣體Z的電子式：___。寫出反應④的離子方程式：__。

（4）將回收的H溶于少量水，所得溶液中所有離子的濃度由大到小依次是___。

Answer 1

【答案】+3 四 提高燒渣溶解速率和溶出率 H2SO4 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 將+2價鐵氧化為+3價鐵 3NH3H2O+Fe3+=Fe（OH）3↓+3NH4+ c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）

【解析】

黃鐵礦燒渣，主要成分為Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等，加入硫酸溶解，濾渣中含有Cu， Au、Ag的活潑性比銅弱，所以濾渣中除了SiO2、Cu，還有Au、Ag；溶液A中的溶質是FeSO4；(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合價為+3，說明試劑X把溶液A中的Fe2+氧化為Fe3+；溶液B中的溶質是Fe2(SO4)3，通入氨氣生成(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12，溶液C是硫酸銨；(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12的水溶液中繼續通氨氣，生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵加熱分解為氧化鐵。

（1）(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中，銨根離子、硫酸根離子、氫氧根離子的總化合價分別為+1、-2、-1，設Fe的化合價為x，則（+1）×2+6x+（-2）×4+（-1）×12=0，解得：x=+3；Fe的原子序數為26，位于元素周期表中第四周期第VIII族；

（2）將燒渣溶解前需進行“粉碎和提高溫度”，目的是加快反應速率，從而提高燒渣溶解速率和溶出率；根據分析可知，過程①溶解燒渣所用試劑為硫酸，溶質的化學式為H2SO4；濾渣中除了SiO2、Cu，還有Au、Ag，加入試劑Y溶解SiO2，回收金屬，所以Y是氫氧化鈉溶液，反應②為氫氧化鈉與二氧化硅的反應，該反應的化學方程式為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；

（3）晶體E(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe元素化合價為+3，則過量的試劑X目的是將+2價鐵氧化為+3價鐵；氣體Z為氨氣，氨氣為共價化合物，其電子式為；反應④為鐵離子與氨水反應生成氫氧化鐵沉淀，該反應的離子方程式為3NH3H2O+Fe3+=Fe（OH）3↓+3NH4+；

（4）根據分析，H為（NH4）2SO4，銨根離子水解溶液呈酸性，則c（H+）＞c（OH-），由于銨根離子的水解程度較小，則c（NH4+）＞c（SO42-），溶液中離子濃度大小為c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）。