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。實驗室模擬工業以硫酸渣制備鐵紅（Fe2O3），過程如下：

（1）硫酸渣的成分中既能與酸又能與堿反應的是 ，寫出酸溶過程Fe2O3與稀硫酸反應的離子反應方程式： 。

（2）生產過程中，為了確保鐵紅的純度，氧化過程需要調節溶液的pH的范圍是

（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
開始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

（3）濾渣A的主要成分為 ，濾液B含有的主要物質有 。

（4）如何證明洗滌環節充分洗凈 。

（5）已知硫酸渣質量為a kg，假設鐵紅制備過程中鐵元素損耗25%，最終得到鐵紅的質量為b kg，則原來硫酸渣中鐵元素質量分數為 。（用題中所給數據計算并用最簡整數比表示結果）

Answer 1

【答案】（1） Al2O3 Fe2O3 + 6H+ ==2Fe3+ + 3H2O

（2）3．2—3．8 （3） SiO2 Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3

（4）取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出現白色渾濁，表示已洗滌完全（合理即可）

（5）鐵紅制備過程中鐵元素的質量為（b×112/160）÷75%=14b/15，則原來硫酸渣中鐵元素質量分數為14b/15a。

【解析】

試題分析：（1）Al2O3為兩性氧化物，硫酸渣的成分中屬于兩性氧化物的是Al2O3；Fe2O3與稀硫酸反應生成Fe2（SO4）3和H2O，離子方程式為：Fe2O3 + 6H+ ==2Fe3+ + 3H2O。

（2）根據題目所給表中數據可以看出，Fe3+完全沉淀而其它離子還未沉淀的pH范圍是：3.2—3.8。

（3）硫酸渣中SiO2不與H2SO4反應，所以濾渣A的主要成分為SiO2；加入NaOH調節pH后，Fe3+轉化為Fe（OH）3沉淀，其它離子仍為硫酸鹽，所以濾液B可以回收的物質有： Na2SO4 Al2（SO4）3 MgSO4

（4）用蒸餾水洗滌沉淀的方法為：沿玻璃棒向漏斗（過濾器）的沉淀加蒸餾水至淹沒沉淀，靜置使液體自然流出，重復操作數次（3次）至沉淀洗滌干凈。

（5）m kg鐵紅含鐵元素：b×112/160, 原來硫酸渣中鐵元素質量分數為: b×112/160÷（1-25%）÷a=14b/15a。