Question

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃）的过程如下：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀p H	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

（1）酸溶过程中Fe₂O₃与稀硫酸反应的化学方程式为

Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O

；“滤渣A”主要成份的化学式为

SiO₂

．
（2）还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式：
FeS₂+14Fe³⁺+

8

H₂O═15Fe²⁺+

2

SO₄^2-+

16H⁺

．
（3）氧化过程中，O₂、NaOH与Fe²⁺反应的离子方程式为

4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃↓

．
（4）为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是

3.2～3.8

（几种离子沉淀的pH见表）；滤液B可以回收的物质有（写化学式）

Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃、MgSO₄

．
（5）已知每煅烧16g FeS₂，放出106.5kJ热量，写出FeS₂燃烧的热化学方程式

FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）

高温  .

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（g）；△H=-798.75kJ/mol

．该反应中被氧化的元素是

和

（写出元素符号并标出相应的化合价）．

Answer 1

分析：（1）氧化铁属于碱性氧化物，与酸反应生成盐和水；Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO都和硫酸反应，二氧化硅不和酸反应；
（2）根据原子守恒来配平；
（3）NaOH与Fe²⁺反应生成的氢氧化亚铁易被氧化；
（4）根据几种离子沉淀的pH，应选择使Fe³⁺沉淀完全而其他离子不沉淀；因加入的是氢氧化钠来调节PH，所以滤液B中应是未沉淀离子的硫酸盐和硫酸钠；
（5）计算出1mol FeS₂燃烧放出的热量即可写出热化学方程式，标出化合价的变化即可知道被氧化的元素．

解答：解：（1）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄） ₃+3H₂O；因二氧化硅不与硫酸反应，故“滤渣A”主要成份的化学式为SiO₂．
故答案为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄） ₃+3H₂O；SiO₂；   
（2）根据S守恒可知SO₄^2-前面的化学计量数为2，根据氧守恒可知H₂0前面化学计量数为8，根据H守恒可知H+前化学计量数为16．故答案为：8；2；16H⁺；
（3）Fe²⁺与OH^-反应生成4Fe（OH）₂，Fe（OH）₂不稳定易被氧气氧化为Fe（OH）₃，用化合价升价法配平方程式，
故答案为：4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃↓；（或Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃）
（4）根据几种离子沉淀的pH，使Fe³⁺沉淀完全的PH为3.2，其他离子开始沉淀PH为3.8，因此所选PH因介于3.2和3.8之间；未沉淀的离子为
Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺，故滤液B可以回收的物质有Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃、MgSO₄，
故答案为：3.2～3.8（或之间的数据值）；Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃、MgSO₄；
（5）1mol FeS₂燃烧放出的热量为：106.5KJ÷16×120═798.75kJ，标出化合价，可知铁和硫的化合价升高，所以被氧化的为铁和硫元素．
故答案为：FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）

高温  .

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（g）；△H=-798.75kJ/mol；和．

点评：本题以铁及其化合物为载体，以流程图形式考查了化学用语的书写和氧化还原反应知识．复习元素化合物应和实验、化学基础理论和化学用语结合起来．