Question

利用硫酸渣(主要含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等雜質)制備氧化鐵的工藝流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要適當過量，目的是：①提高鐵的浸出率，②            。
（2）“還原”是將Fe^3＋轉化為Fe^2＋，同時FeS₂被氧化為SO₄^2－，該反應的離子方程式為
                                                             。
（3）為測定“酸浸”步驟后溶液中Fe^3＋的量以控制加入FeS₂的量。實驗步驟為：
準確量取一定體積的酸浸后的溶液于錐形瓶中，加入HCl、稍過量SnCl₂，再加HgCl₂除去過量的SnCl₂，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用K₂Cr₂O₇標準溶液滴定，有關反應方程式如下：
2Fe^3＋＋Sn^2＋＋6Cl^－＝2Fe^2＋＋SnCl₆^2－，
Sn^2＋＋4Cl^－＋2HgCl₂＝SnCl₆^2－＋Hg₂Cl₂↓，
6Fe^2＋＋Cr₂O₇^2－＋14H^＋＝6Fe^3＋＋2Cr^3＋＋7H₂O。
①若SnCl₂不足量，則測定的Fe^3＋量           (填“偏高”、“偏低”、“不變”，下同)。
②若不加HgCl₂，則測定的Fe^3＋量               。
（4）①可選用             (填試劑)檢驗濾液中含有Fe³⁺。產生Fe³⁺的原因是
                                             (用離子反應方程式表示)。
②已知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	Mn(OH)2
開始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4	8.3
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4	9.8

實驗可選用的試劑有：稀HNO₃、Ba(NO₃)₂溶液、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液，要求制備過程中不產生有毒氣體。請完成由“過濾”后的溶液模擬制備氧化鐵的實驗步驟：
a. 氧化：                              ；
b. 沉淀：                               ；
c. 分離，洗滌；             d. 烘干，研磨。

Answer 1

（1）抑制Fe³⁺的水解 (1分)
（2）14Fe³⁺ + FeS₂ + 8H₂O = 15Fe²⁺ + 2SO₄^2— + 16H⁺   (2分)
（3）①偏低(2分)      ②偏高(2分)
（4）①KSCN或  (2分)   4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋＝4Fe^3＋＋2H₂O (2分)
②a. 向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液，攪拌   (2分) 
b. 滴加NaOH溶液，調節溶液為pH為3.2～3.8       (2分)

解析試題分析：試題分析：（1） 酸浸”中硫酸要適當過量，抑制Fe³⁺的水解；
（2）由信息Fe^3＋轉化為Fe^2＋，同時FeS₂被氧化為SO₄^2—，在利用氧化還原反應配平方程式：14Fe³⁺+FeS₂+8H₂O ===15Fe²⁺+2SO₄^2—+16H⁺；
（3）①若SnCl₂不足量，Fe^3＋沒有完全還原為Fe²⁺，則測定的Fe^3＋量偏低，②若不加HgCl₂，溶液中含有Sn²⁺，也可以被酸性高錳酸鉀氧化，消耗的酸性高錳酸鉀氧化偏大，則測定的Fe^3＋量偏高。
（4）①檢驗濾液中含有Fe^3＋是KSCN溶液；Fe²⁺的氧化反應是：4Fe²⁺+O₂+4H⁺ ===4Fe³⁺+H₂O；
②a.向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液，攪拌；b.滴加NaOH溶液，調節溶液的pH為3.2~3.8，使Fe³⁺+完全沉淀。
考點：化學與STS問題。