【題目】工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)為原料制備高檔顏料——鐵紅(Fe2O3),具體生產(chǎn)流程如下:

試回答下列問題:

(1)“酸溶”過程中Fe3O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(2)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)“步驟”中分離操作所用的玻璃儀器有 、玻璃棒和燒杯等;步驟中應(yīng)選用 試劑調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母編號(hào))。

A.稀硝酸 B.氫氧化鈉溶液 C.高錳酸鉀溶液 D.氨水

(3)檢驗(yàn)步驟已經(jīng)進(jìn)行完全的試劑是 ;

(4)步驟的反應(yīng)溫度一般需控制在35以下,其目的是

(5)步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ;

(6)步驟中,F(xiàn)eCO3達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí),若室溫下測得溶液的pH為8.5,c(Fe2+)=1×10-6 mol·L-1。試判斷所得的FeCO3中是否含有Fe(OH)2 (填“是”或“否”),請通過簡單計(jì)算說明理由。(已知:Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17)

(7)欲測定硫鐵礦礦渣中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),稱取ag樣品,充分“酸溶”、“水溶”后過濾,向?yàn)V液中加入足量的H2O2,充分反應(yīng)后加入NaOH溶液至不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、灼燒至固體恒重,冷卻后稱得殘留固體bg,測得該樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。

【答案】(1)Fe3O4+8H=2Fe3++Fe2++4H2O(2)漏斗;D(3)KSCN溶液

(4)防止NH4HCO3分解,減少Fe2+的水解(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2

(6)溶液中c(Fe2+c(OH)2=1×10-6×(1×10-5.5)2=1×10-17<Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,故無Fe(OH)2沉淀生成(7)7b/10a(或112b/160a)

【解析】

試題分析:(1)酸溶過程中四氧化三鐵和酸反應(yīng)生成亞鐵離子、鐵離子和水,“酸溶”過程中Fe3O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O;

(2)根據(jù)分析可知,步驟為過濾,過濾操作所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯等,步驟中調(diào)節(jié)pH值的試劑要能與酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì),所以用氨水較好,故選D;

(3)步驟是將鐵離子還原成亞鐵離子,檢驗(yàn)步驟已經(jīng)進(jìn)行完全,即溶液中沒有鐵離子,可以用KSCN溶液;

(4)步驟是加入碳酸氫銨產(chǎn)生碳酸亞鐵溶液,溫度過高亞鐵離子水解程度增大同進(jìn)碳酸氫銨容易分解,所以溫度一般需控制在35以下;

(5)步驟中發(fā)生反應(yīng)為碳酸亞鐵在空氣中與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),可生成氧化鐵,反應(yīng)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2

(6)由題中數(shù)據(jù)可知,溶液中c(Fe2+)c(OH-)2=1×10-6×(1×10-5.5)2=1×10-17<Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,故無Fe(OH)2沉淀生成,

(7)根據(jù)題意,最后稱得殘留固體bg為氧化鐵,則鐵元素的質(zhì)量為112÷160×bg=0.7bg,根據(jù)鐵元素守恒可知樣品中鐵元素的質(zhì)量為0.7bg,所以樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

練習(xí)冊系列答案
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A.AB段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ba2++SO42-=BaSO4

B.BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H++OH-=H2O

C.D點(diǎn)表示的沉淀的化學(xué)式為AlOH3

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起始濃度

cNO2/mol ·L1

0.10

0.20

0.20

cSO2/mol ·L1

0.10

0.10

0.20

A.平衡時(shí),乙中SO2的轉(zhuǎn)化率大于50%

B.當(dāng)反應(yīng)平衡時(shí),丙中cSO2是甲中的2倍

C.溫度升至90,上述反應(yīng)平衡常數(shù)為25/16,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

D.其他條件不變,若起始時(shí)向容器乙中充入0.10mol ·L1 NO2和0.20 mol ·L1 SO2,達(dá)到平衡時(shí)cNO原平衡不同

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