题目内容
欲探究某矿石可能是由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成，探究过程如下图所示。已知：碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。
(1)Si在周期表中的位置是___________________________________。
(2)下列说法正确的是________。
a．酸性：H2CO3>H2SiO3
b．原子半径：O<C<Si<Al
c．稳定性：H2O>CH4>SiH4
d．离子半径：O2－<Al3＋
(3)该矿石的组成是________，滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是_________________________________________________________。
(4)该矿石和1 mol·L－1HNO3反应的离子方程式为
___________________________________________________________。
(5)工业上依据上述实验原理处理该矿石，将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中。目的是____________________________________；
若处理该矿石2.36×103 kg，得到滤渣1.2×103 kg，理论上至少需要1 mol·L－1 HNO3的体积为________L。
(1)第三周期第ⅣA族
(2)abc
(3)FeCO3和SiO2 SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O
(4)3FeCO3＋10H＋＋NO3—=3Fe3＋＋3CO2↑＋NO↑＋5H2O
(5)NO循环使用能减少环境污染，NO跟H2O、O2反应后又得到硝酸提高原料利用率 3.3×104
【解析】 (3)与硝酸反应生成气体及与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀，可知一定含有FeCO3，通入CO2反应无沉淀生成，可知矿石中无Al2O3；滤渣与NaOH反应后加入盐酸有胶状沉淀产生可知矿渣中含有SiO2。
(5)m(FeCO3)＝2.36×106 g－1.2×106 g＝1.16×106 g，n(FeCO3)＝1×104 mol，依据方程式3FeCO3＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋3CO2↑＋NO↑＋5H2O可知n(HNO3)＝3.3×104 mol。
柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备：
FeSO4＋Na2CO3=FeCO3↓＋Na2SO4
FeCO3＋C6H8O7=FeC6H6O7＋CO2↑＋H2O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3＋ | 1.1 | 3.2 |
Al3＋ | 3.0 | 5.0 |
Fe2＋ | 5.8 | 8.8 |
(1)制备FeCO3时，选用的加料方式是 (填字母)，原因是 。
a．将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c．将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是 。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80 ℃下搅拌反应。①铁粉的作用是 。
②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是 。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应， ，得到FeSO4溶液， ，得到FeSO4·7H2O晶体。
