Question

【化学一选修2：化学与技术】(15分)
利用硫酸工业废渣(主要含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率，②__________________。
（2）“还原”是将Fe^3＋转化为Fe^2＋，同时FeS₂被氧化为SO，该反应的离子方程式为____________.
（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe^3＋的量以控制加入FeS₂的量。
实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl₂，再加HgCl₂除去过量的SnCl₂，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定，有关反应方程式如下：
2Fe³⁺+Sn²⁺+6Cl^-===2Fe²⁺+SnCl
Sn²⁺+4Cl^-+2HgCl₂="==" SnCl+Hg₂Cl₂↓
6Fe²⁺+ Cr₂O+14H⁺===6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
①若SnCl₂不足量，则测定的Fe^3＋量__________(填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同)。
②若不加HgCl₂，则测定的Fe^3＋量偏高，其原因是_____________。
（4）①可选用______________(填试剂)检验滤液中含有Fe^3＋。产生Fe^3＋的原因是_________________(用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的，pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Mg(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀	2.3	7.5	3.4	9.4	8.3
完全沉淀	3.2	9.7	4.4	12.4	9.8

实验可选用的试剂有：稀HNO₃、Ba(NO₃)₂溶液、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：________________________________；b．沉淀：_____________________________；
c．分离，洗涤；d．烘干，研磨。

Answer 1

（1）抑制Fe³⁺的水解(2分)
（2）14Fe³⁺+FeS₂+8H₂O ===15Fe²⁺+2SO+16H⁺(2分)
（3）①偏低，②若不加HgCl₂，溶液中含有Sn²⁺，也可以被酸性高锰酸钾氧化，消耗的酸性高锰酸钾氧化偏大，则测定的Fe^3＋量偏高。(2分)
（4）①KSCN(2分)；4Fe²⁺+O₂+4H⁺ ===4Fe³⁺+H₂O (2分)；
②a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌(2分)；
b.滴加NaOH溶液，调节溶液的pH为3.2~3.8(2分)

试题分析：（1） 酸浸”中硫酸要适当过量，抑制Fe³⁺的水解；
（2）由信息Fe^3＋转化为Fe^2＋，同时FeS₂被氧化为SO，在利用氧化还原反应配平方程式：14Fe³⁺+FeS₂+8H₂O ===15Fe²⁺+2SO+16H⁺；
（3）①若SnCl₂不足量，Fe^3＋没有完全还原为Fe²⁺，则测定的Fe^3＋量偏低，②若不加HgCl₂，溶液中含有Sn²⁺，也可以被酸性高锰酸钾氧化，消耗的酸性高锰酸钾氧化偏大，则测定的Fe^3＋量偏高。
（4）①检验滤液中含有Fe^3＋是KSCN溶液；Fe²⁺的氧化反应是：4Fe²⁺+O₂+4H⁺ ===4Fe³⁺+H₂O；
②a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；b.滴加NaOH溶液，调节溶液的pH为3.2~3.8，使Fe³⁺+完全沉淀。