Question

7．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（填选项字母）．
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⁺的方法是取试液少许于试管中，先加KSCN溶液，不变色，再加氯水，溶液变红，说明含Fe²⁺．
（4）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是防止NH₄HCO₃分解，减少Fe²⁺的水解．
（5）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．

Answer 1

分析 硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）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）检验铁离子可以使用硫氰化钾溶液，亚铁离子，无法使用硫氰化钾溶液检验，检验亚铁离子，可用氧化剂氧化在进行检验；
（4）温度过高碳酸氢铵会分解，温度升高促进亚铁离子的水解；
（5）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．

解答 解：（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；
故答案为：B；
（3）三价铁离子与硫氰根离子发生络合反应生成血红色硫氰合铁络合物，检验铁离子可以使用硫氰化钾溶液，亚铁离子，无法使用硫氰化钾溶液检验，检验亚铁离子，取试液少许于试管中，先加KSCN溶液，不变色，再滴加氯水后，氯气和亚铁离子反应生成铁离子：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，铁离子和硫氰根离子络合Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，呈血红色，说明含Fe²⁺，
故答案为：取试液少许于试管中，先加KSCN溶液，不变色，再加氯水，溶液变红，说明含Fe²⁺；
（4）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，温度过高碳酸氢铵会分解，温度升高促进亚铁离子的水解，
故答案为：防止NH₄HCO₃分解，减少Fe²⁺的水解；
（5）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．

点评 本题考查物质的制备，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握实验的流程和制备原理，题目难度中等．