Question

【题目】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)的过程如图所示:

回答下列问题:

（1）酸溶时,粉碎硫酸渣的目的是__________

（2）还原过程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量,同时有H2SO4生成,完成该反应的离子方程式:FeS2+14Fe3++______H2O═15Fe2++______SO42-+______.______________

（3）滤渣A的主要成分为__________

（4）生产过程中,为了确保铁红的纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_____;(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表)

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

为得到纯净的Fe(OH)3固体,需要对沉淀进行洗涤,判断沉淀Fe(OH)3是否洗净的方法是__________。

Answer 1

【答案】增大接触面积，加快溶解速率 FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ SiO2 3.2～3.8 取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净

【解析】

Fe2O3、MgO为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3、MgO、Al2O3与硫酸反应，生成可溶的Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、MgSO4，根据问题(2)，加入FeS2，将Fe3＋还原成Fe2＋，过滤后，向滤液中通入空气，将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入NaOH，调节pH，使Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出来，然后经过过滤、烘干、研磨得到铁红；

(1)粉碎硫酸渣的目的是增大硫酸渣与硫酸的接触面积，加快溶解速率，提高原料的浸出率；

(2)FeS2中S的化合价由－1价→＋6价，化合价升高7价，FeS2整体升高14价，Fe3＋作氧化剂，化合价降低1价，最小公倍数为14，Fe3＋系数为14，FeS2系数为1，SO42－系数为2，根据原子守恒、电荷守恒，离子方程式为FeS2＋14Fe3+＋8H2O=15Fe2＋＋2SO42－＋16H＋；

(3) Fe2O3、MgO为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3、MgO、Al2O3与硫酸反应，生成可溶的Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、MgSO4，SiO2不与稀硫酸反应，即滤渣1为SiO2；

(4)根据上述分析，让Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出来，而Mg2＋、Al3＋不能沉淀，即pH控制在3.2～3.8之间；Fe(OH)3表面沾有Na2SO4，需要检验SO42－，具体操作是：取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中,滴加少量BaCl2溶液,若无明显现象,则沉淀已洗净。