Question

【题目】以黄铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等）为原料制备颜料铁红（Fe2O3）、晶体E，回收H和重金属混合物的生产工艺流程如图所示：

请按要求回答下列问题：

（1）工艺流程的中间产物（NH4）2Fe6（SO4）4（OH）12中Fe的化合价为__。Fe在周期表中的位置为第___周期第VIII族。

（2）将烧渣溶解前需进行“粉碎和提高温度”的目的是___。过程①溶解烧渣所需试剂中溶质的化学式为___。反应②的化学方程式：___。

（3）反应③的目的是___。气体Z的电子式：___。写出反应④的离子方程式：__。

（4）将回收的H溶于少量水，所得溶液中所有离子的浓度由大到小依次是___。

Answer 1

【答案】+3 四 提高烧渣溶解速率和溶出率 H2SO4 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 将+2价铁氧化为+3价铁 3NH3H2O+Fe3+=Fe（OH）3↓+3NH4+ c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）

【解析】

黄铁矿烧渣，主要成分为Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等，加入硫酸溶解，滤渣中含有Cu， Au、Ag的活泼性比铜弱，所以滤渣中除了SiO2、Cu，还有Au、Ag；溶液A中的溶质是FeSO4；(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为+3，说明试剂X把溶液A中的Fe2+氧化为Fe3+；溶液B中的溶质是Fe2(SO4)3，通入氨气生成(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12，溶液C是硫酸铵；(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12的水溶液中继续通氨气，生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁加热分解为氧化铁。

（1）(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中，铵根离子、硫酸根离子、氢氧根离子的总化合价分别为+1、-2、-1，设Fe的化合价为x，则（+1）×2+6x+（-2）×4+（-1）×12=0，解得：x=+3；Fe的原子序数为26，位于元素周期表中第四周期第VIII族；

（2）将烧渣溶解前需进行“粉碎和提高温度”，目的是加快反应速率，从而提高烧渣溶解速率和溶出率；根据分析可知，过程①溶解烧渣所用试剂为硫酸，溶质的化学式为H2SO4；滤渣中除了SiO2、Cu，还有Au、Ag，加入试剂Y溶解SiO2，回收金属，所以Y是氢氧化钠溶液，反应②为氢氧化钠与二氧化硅的反应，该反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；

（3）晶体E(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe元素化合价为+3，则过量的试剂X目的是将+2价铁氧化为+3价铁；气体Z为氨气，氨气为共价化合物，其电子式为；反应④为铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀，该反应的离子方程式为3NH3H2O+Fe3+=Fe（OH）3↓+3NH4+；

（4）根据分析，H为（NH4）2SO4，铵根离子水解溶液呈酸性，则c（H+）＞c（OH-），由于铵根离子的水解程度较小，则c（NH4+）＞c（SO42-），溶液中离子浓度大小为c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）。