Question

【题目】其同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、Si02、A12O3)，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如图流程：

已知，某些金属阳离子可以通过“控制pH”[既调节溶液的酸碱性，pH=-lgc(H+))，pH值越大，碱性越强]使其转化为沉淀。固体2为白色沉淀。

(1)加足量酸之前，烧渣需经过进一步粉碎处理，粉碎的目的是__________。

(2)溶解烧渣选用的足量酸能否是盐酸，并说明理由_____。

(3)固体1有诸多用途，请列举其中一个____，试剂X的作用是______。

(4)某同学在控制pH这步操作时不慎将氢氧化钠溶液加过量了，结果得到的白色沉淀迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色沉淀。请用化学用语解释固体2白色变成红褐色的原_____________。

(5)从溶液2中得到绿矾的过程中除需控制温度，防止产品分解外还应注意______。

(6)唐代苏敬《新修本草》对绿矾有如下描述:“本来绿色，新出窑未见风者，正如琉璃。陶及今人谓之石胆，烧之赤色。”另已知1mol绿矾隔绝空气高温煅烧完全分解，转移NA个电子。试写出绿矾隔绝空气高温煅烧分解的化学反应方程式____________。

Answer 1

【答案】 增大接触面积，加快反应速率 不能 因最终产品需要的是SO42-，用盐酸会引入Cl- 制备光导纤维或普通玻璃等 还原三价铁 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 隔绝空气，防止产品被氧化 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、Si02、A12O3，不考虑其它杂质），混合物中加入足量硫酸，Fe2O3、Al2O3与酸反应生成的硫酸铁、硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，固体1为二氧化硅；在滤液中加入铁粉将铁离子还原为亚铁离子，调节pH值使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀，过滤，固体2为氢氧化铝，溶液2为硫酸亚铁，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到硫酸亚铁晶体，以此进行解答。

（1）加足量酸之前，烧渣需经过进一步粉碎处理，粉碎的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率。

（2）由于最终产品需要的是SO42-，用盐酸会引入Cl-，所以溶解烧渣选用的足量酸不能是盐酸。

（3）根据以上分析可知固体1是二氧化硅，可用来制备光导纤维或普通玻璃等。根据以上分析可知试剂X是铁，其作用是还原三价铁。

（4）由于氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，所以白色沉淀迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色沉淀，方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

（5）由于亚铁离子易被氧化，所以从溶液2中得到绿矾的过程中除需控制温度，防止产品分解外还应注意隔绝空气，防止产品被氧化。

（6）已知1mol绿矾隔绝空气高温煅烧完全分解，转移NA个电子，这说明铁元素化合价从+2价升高到+3价，硫元素化合价从+6价降低到+4价，所以绿矾隔绝空气高温煅烧分解的化学反应方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。