Question

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

試回答下列問題：

（1）“酸溶”過程中Fe3O4發生反應的離子方程式為_________________；

（2）實驗室實現“步驟Ⅱ”中分離操作所用的玻璃儀器有__________、玻璃棒和燒杯等；步驟Ⅳ中最好應選用_______試劑調節溶液的pH(填字母編號)。

A．稀硝酸 B．氧化銅 C．高錳酸鉀溶液 D．氨水

（3）檢驗步驟Ⅲ已經進行完全的試劑是_____________________；

（4）步驟Ⅴ的反應溫度一般需控制在35℃以下，其目的是______________________；

（5）步驟Ⅵ中發生反應的化學反應方程式為_______________________________；

（6） 欲測定硫鐵礦礦渣中Fe元素的質量分數，稱取ag樣品，充分“酸溶”、“水溶”后過濾，向濾液中加入足量的H2O2，充分反應后加入NaOH溶液至不再繼續產生沉淀，經過濾、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元素的質量分數為__________。

Answer 1

【答案】 Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 漏斗 D KSCN溶液 防止NH4HCO3分解，減少Fe2+的水解 4FeCO3 + O22Fe2O3 + 4CO2 7b/10a（或112b/160a）

【解析】本題考查化學工藝流程，（1）Fe3O4與硫酸發生的離子反應方程式為：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；（2）步驟II得到濾液和難溶物，因此步驟II的操作名稱為過濾，使用玻璃儀器是玻璃棒、燒杯、漏斗；加入鐵粉的目的是把Fe3＋全部轉化成Fe2＋，步驟IV中加入試劑，調節pH，A、稀硝酸為酸，且具有強氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，故A錯誤；B、加入氧化銅，調節pH，容易引入Cu2＋，故B錯誤；C、高錳酸鉀溶液，具有強氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，故C錯誤；D、加入NH3·H2O能夠調節pH，根據流程圖，故D正確；（3）根據流程圖，得到FeCO3，因此加入鐵粉的目的是把Fe3＋轉化成Fe2＋，因此檢驗實驗是否完全進行，需要檢驗Fe3＋是否存在，需要加入KSCN溶液，如果溶液變紅，說明已經完全進行到底；（4）因為NH4HCO3受熱易分解，因此需要防止NH4HCO3分解，Fe2＋發生水解，水解屬于吸熱反應，因此溫度控制在35℃以下是防止NH4HCO3分解，減少Fe2+的水解；（5）步驟VI是煅燒FeCO3得到氧化鐵，因此化學反應方程式為：4FeCO3 + O22Fe2O3 + 4CO2；（6）根據實驗操作步驟，最后得到的殘留固體是Fe2O3，根據鐵元素守恒，礦渣中鐵元素的質量為2b×56/160g，其質量分數為112b/160a或7b/10a。