Question

【題目】鐵的化合物有廣泛用途,如碳酸亞鐵(FeCO3)可作為補血劑,鐵紅(Fe2O3)可作為顏料。利用某硫酸廠產生的燒渣(主要含Fe2O3、FeO,還有一定量的SiO2)制備FeCO3的流程如下:

（1）“酸溶”時加快反應速率的方法有______(寫出一種)。

（2）①“還原”時,FeS2與H2SO4不反應,Fe3+通過兩個反應被還原,其中一個反應如下:

FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+，則另一個反應的離子方程式為_________。

②加入FeS2還原后,檢驗Fe3+是否反應完全的方法是______________________。

（3）①“沉淀”時,需要控制溫度在35 ℃以下,其可能原因是___________________。

②所得FeCO3需充分洗滌,檢驗沉淀已洗凈的方法是______________。

（4）FeCO3濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變為紅褐色,同時釋放出CO2,則與FeCO3反應的物質為_______(填化學式)。

（5）寫出在空氣中煅燒FeCO3制備高純氧化鐵的化學方程式:_________________。FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時,也會生成FeO。現煅燒23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg,則Fe2O3的質量為____kg。

Answer 1

【答案】 加熱(或增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等) FeS2+2Fe3+ = 3Fe2++2S↓ 取少量溶液,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變為血紅色,說明其中含有Fe3+,未反應完全 防止碳酸銨分解,減小亞鐵離子的水解程度 取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸,無明顯現象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則表明沉淀已洗滌干凈,反之,則說明沒洗滌干凈 O2、H2O 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 14.4

【解析】（1）“酸溶”時，可以加快反應速率的方法有多種，如加熱(或增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等)。

（2）①“還原”時,FeS2與H2SO4不反應，Fe3+通過兩個反應被還原,其中一個反應如下：

FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+，則另一個反應的離子方程式為FeS2+2Fe3+ = 3Fe2++2S↓。

②加入FeS2還原后，檢驗Fe3+是否反應完全的方法是取少量溶液,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變為血紅色,說明其中含有Fe3+,未反應完全。

（3）①碳酸銨受熱易分解,，溫度升高亞鐵離子的水解程度會增大，所以，“沉淀”時,需要控制溫度在35 ℃以下,其可能原因是防止碳酸銨分解,減小亞鐵離子的水解程度。

②FeCO3是從硫酸銨溶液中分離出來的，洗滌是否干凈可以通過檢驗硫酸根離子來證明，所以檢驗沉淀已洗凈的方法是：取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸,無明顯現象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則表明沉淀已洗滌干凈，反之，則說明沒洗滌干凈。

（4）FeCO3濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變為紅褐色,同時釋放出CO2，說明FeCO3可以被空氣中的氧氣氧化并發生水解生成氫氧化鐵和二氧化碳，所以與FeCO3反應的物質為O2、H2O。

（5）在空氣中煅燒FeCO3制備高純氧化鐵的化學方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時,也會生成FeO。現煅燒23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg，設其中Fe2O3的質量為x，根據化學反應前后鐵元素質量不變可得：×100%×x＋×100%×(15.84 kg－x)＝×100%×23.2 kg，解之得x＝14.4 kg。