Question

【题目】工业上利用某废渣（含FeSO4、Fe2(SO4)3及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红（主要成分为Fe2O3）和回收(NH4)2SO4，其生产流程如下：

已知：a、氧化还原反应中，会有元素化合价发生变化。

b、回答下列问题：

（1）(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中铁元素的化合价是_____。

（2）粉碎废渣的目的_____，加入物质X溶解废渣，X应选用_____（填序号）。

A 盐酸

B 硫酸

C 氨水

D 氢氧化钠

步骤①酸浸时，生成盐的化学方程式为_____（任写一个）。

（3）步骤③中操作Y的名称是____，滤液中除含有很少量铵黄铁矾外还含有__。

（4）步骤②通入氧气氧化的目的是_____，工业上对该操作控制在4小时左右为宜，根据如图有关数据分析，影响Fe3+氧化率的变化规律：_____。

Answer 1

【答案】+3 增大反应物之间的接触面积，使反应充分进行 B （或） 过滤 硫酸钙、硫酸镁、硫酸铵[或CaSO4、MgSO4、(NH4)2SO4] 将亚铁离子（或Fe2+）氧化成三价铁离子（或Fe3+） 温度越高，pH越小（或酸性越强），三价铁离子（或Fe2+）氧化率越高

【解析】

氧化镁和硫酸生成硫酸镁和水，氧化钙和硫酸生成硫酸钙和水，粉碎废渣的目的增大反应物之间的接触面积，使反应充分进行。

（1）(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中铵根离子的化合价为+1价，硫酸根离子的化合价为-2价，氢氧根离子的化合价为-1价，设铁元素的化合价是x，化合物中各元素的正负化合价代数和为零，则，，故铁元素的化合价是+3价。

（2）粉碎废渣的目的增大反应物之间的接触面积，使反应充分进行，废渣中含有氧化钙和氧化镁，氧化镁和硫酸生成硫酸镁和水，氧化钙和硫酸生成硫酸钙和水，加入物质X溶解废渣，X应选用硫酸，故选B。

步骤①酸浸时，生成盐的反应是氧化镁和硫酸生成硫酸镁和水，或氧化钙和硫酸生成硫酸钙和水，故反应的化学方程式为（或）。

（3）步骤③中操作Y是将固体和液体分离，故名称是过滤，氧化镁和硫酸生成硫酸镁，氧化钙和硫酸生成硫酸钙，氨水和硫酸铁生成硫酸铵，故滤液中除含有很少量铵黄铁矾外还含有硫酸钙、硫酸镁、硫酸铵[或CaSO4、MgSO4、(NH4)2SO4]。

（4）生产流程需要将硫酸亚铁氧化成硫酸铁和氨水反应，故步骤②通入氧气氧化的目的是将亚铁离子（或Fe2+）氧化成三价铁离子（或Fe3+），由图像可知，铁离子的氧化率随着酸性的减弱而减小，故工业上对该操作控制在4小时左右为宜，根据如图有关数据分析，影响Fe3+氧化率的变化规律是温度越高，pH越小（或酸性越强），三价铁离子（或Fe2+）氧化率越高。