题目内容
2．工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制备高档颜料铁红（Fe2O3），具体生产流程如下：
试回答下列问题：
（1）滤液X中含有的金属阳离子是Fe2+、Fe3+（填离子符号）．
（2）步骤Ⅲ中可选用B调节溶液的pH（填字母）．
A．稀硝酸B．氨水C．氢氧化钠溶液D．高锰酸钾溶液
（3）步骤Ⅳ中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2+，检验Fe2+的方法是取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色．
（4）在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2．
（5）3.84g Fe和Fe2O3的混合物溶于过量盐酸中，生成0.03mol H2，反应后的溶液中加入KSCN溶液检验，溶液不显红色．则原混合物中Fe2O3的质量1.6g
（6）硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是Fe3++H2O=Fe（OH）3（胶体）+3H+（用离子方程式表示）．
高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：
FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H2O═4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-．
（7）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2，若有1.5mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是12mol．
分析 硫铁矿烧渣加入硫酸后生成硫酸亚铁、硫酸铁，过滤后得到的滤渣为二氧化硅，滤液中加入过量铁粉，生成硫酸亚铁溶液，调节pH后加入碳酸氢铵溶液，可生成碳酸亚铁固体，经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁，
（1）硫铁矿烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，依据酸浸后铁的氧化物和酸反应溶解，二氧化硅不与酸反应分析判断；
（2）依据步骤Ⅱ加入过量铁粉滤液中阳离子为亚铁离子，步骤Ⅲ加入试剂调节溶液PH至5-6.5，试剂不能氧化亚铁离子，不能是碱性强的溶液；
（3）溶液中含有少量Fe2+，遇KSCN溶液不变色，被氧化成铁离子后可以看到血红色，据此检验Fe2+；
（4）空气中煅烧碳酸亚铁，是碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳，原子守恒配平写出；
（5）3.84gFe和Fe2O3的混合物溶于过量盐酸中，发生的反应为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，2FeCl3+Fe═3FeCl2，Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，根据化学方程式列式计算；
（6）硫酸铁水解生成氢氧化铁胶体，可作絮凝剂，高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂，与水反应生成氢氧化铁胶体和氧气，根据电荷守恒可写出离子方程式；
（7）在反应Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2中，铁从+2价和+3价变为0价，每摩尔Fe3O4参加反应可转移8mol电子，据此计算．
解答 解：硫铁矿烧渣加入硫酸后生成硫酸亚铁、硫酸铁，过滤后得到的滤渣为二氧化硅，滤液中加入过量铁粉，生成硫酸亚铁溶液，调节pH后加入碳酸氢铵溶液，可生成碳酸亚铁固体，经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁，
（1）硫铁矿烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，酸浸后铁的氧化物和酸反应溶解，二氧化硅不与酸反应，氧化铁溶解后生成铁离子，氧化亚铁溶解后生成亚铁离子，
故答案为：Fe2+、Fe3+；
（2）由步骤Ⅱ加入过量铁粉滤液中阳离子为亚铁离子，步骤Ⅲ加入试剂调节溶液pH至5-6.5，试剂不能氧化亚铁离子，强碱性溶液会沉淀亚铁离子，
A．稀硝酸具有氢氧化性能氧化亚铁离子，故A不符合；
B．氨水是弱碱，可以调节溶液PH，故B符合；
C．氢氧化钠溶液 是强碱溶液，加入会沉淀亚铁离子，故C不符合；
D．高锰酸钾溶液具有氢氧化性，能氧化亚铁离子，故D不符合；
故选B；
（3）溶液中含有少量Fe2+，遇KSCN溶液不变色，被氧化成铁离子后可以看到血红色，所以检验Fe2+的方法是取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色，
故答案为：取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色；
（4）空气中煅烧碳酸亚铁，是碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳，由原子守恒配平后反应的化学方程式为4FeCO3+O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2，
故答案为：4FeCO3+O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2；
（5）设Fe为xmol，Fe2O3为ymol，反应的方程式分别为Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，2FeCl3+Fe═3FeCl2，Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，由于反应后的溶液中加入KSCN检验，溶液无明显现象，则说明FeCl3完全反应，溶液中只生成FeCl2，则有：
Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，
ymol 2ymol
2FeCl3+Fe═3FeCl2，
2ymol ymol
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，
（x-y）mol 0.03mol
则有：$\left\{\begin{array}{l}{56X+160y=3.84}\\{x=y+0.03}\end{array}\right.$，解之得：x=0.04，y=0.01，
所以Fe2O3的质量为0.01mol×160g/mol=1.6g，
故答案为：1.6g；
（6）硫酸铁水解生成氢氧化铁胶体，可作絮凝剂，反应的离子方程式为Fe3++H2O=Fe （OH）3（胶体）+3H+，高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂，与水反应生成氢氧化铁胶体和氧气，反应的离子方程式为4FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H2O═4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-，
故答案为：Fe3++H2O=Fe （OH）3（胶体）+3H+；4、10、4、3、8；
（7）在反应Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2中，铁从+2价和+3价变为0价，每摩尔Fe3O4参加反应可转移8mol电子，所以若有1.5mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是12 mol，
故答案为：12 mol．
点评 本题考查了铁及其化合物性质的分析应用，主要是流程分析理解和反应过程的判断，题目难度中等．
| A． | 用稀HNO3溶解FeS固体：FeS+2H+═Fe2++H2S↑ | |
| B． | 纯碱溶液呈碱性的原因：CO32-+2H2O?H2CO3+2OH- | |
| C． | NaHSO4溶液与Ba（OH）2溶液混合呈中性：2HSO4-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+SO42-+2H2O | |
| D． | 氢氧化铜溶于氢溴酸：Cu（OH）2+2H+═Cu2++2H2O |
| A． | Na2CO3 | B． | HCl | C． | H2O | D． | NaOH |
| A． | 加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，一定有CO32- | |
| B． | 加入氯化钠溶液有白色沉淀产生，再加稀硝酸沉淀不消失，一定有Ag+ | |
| C． | 加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2+ | |
| D． | 加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸沉淀不消失，一定有SO42- |