Question

【題目】工業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)，流程如下：

（1）浸取時，溶液中的Fe2+易被空氣中的O2氧化，其離子方程式為__________________。能提高燒渣浸取速率的措施有__________________（填字母）。

A．將燒渣粉碎 B．降低硫酸的濃度 C．適當升高溫度

（2）還原時，試劑X的用量與溶液pH的變化如圖所示，則試劑X可能是________（填字母）。還原結束時，溶液中的主要陰離子有_____________。

A．Fe粉 B．SO2 C．NaI

（3）濾渣Ⅱ主要成分的化學式為__________________；由分離出濾渣Ⅱ后的溶液得到產品，進行的操作是_______________________________ 、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O AC B SO42- Al(OH)3 蒸發濃縮，冷卻結晶

【解析】

燒渣中加入稀硫酸，得到硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，在濾液中加入試劑X，隨著X的加入，溶液pH逐漸減小，X應為SO2，得到硫酸鋁和硫酸亞鐵溶液，調節溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀，濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO47H2O，
（1）溶液中的Fe2+易被空氣中的O2氧化，根據得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒寫出離子方程式；提高燒渣浸取速率，可增大固體的表面積，提高反應溫度，，攪拌或增大離子的濃度等方法；
（2）隨著X的加入，溶液酸性增強，應通入二氧化硫，被氧化生成硫酸；
（3）由以上分析可知濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO47H2O。

燒渣中加入稀硫酸，得到硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，在濾液中加入試劑X，隨著X的加入，溶液pH逐漸減小，X應為SO2，得到硫酸鋁和硫酸亞鐵溶液，調節溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀，濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeSO47H2O，

（1）溶液中的Fe2+易被空氣中的O2氧化，反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，提高燒渣浸取速率，可增大固體的表面積，提高反應溫度，攪拌，或增大硫酸的濃度等，AC符合；

故答案為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；AC；

（2）由以上分析可知，隨著X的加入，溶液pH逐漸減小，X應為SO2，被氧化生成硫酸，發生反應的離子方程式為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++ SO42- +4H+；鐵粉和NaI均可以還原Fe3+為Fe2+，但溶液pH變化不明顯，因此不符合題意；反應后溶液中主要陰離子為SO42；

故答案為：B；SO42-；

（3）由以上分析可知濾渣Ⅱ為氫氧化鋁，即Al(OH)3，從硫酸亞鐵溶液中得到七水硫酸亞鐵的操作為：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；

故答案為：Al(OH)3；蒸發濃縮，冷卻結晶。