题目内容

以黄铁矿为原料制硫酸产生的废渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等．现以此废渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下．此浓度时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH由见表．
沉淀物 开始沉淀pH 沉淀完全pH
Al（OH）3 3.0 5.2
Fe（OH）3 1.5 2.8
Fe（OH）2 7.6 9.7
Mg（OH）2 8.0 12.4
（1）酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是______．
（2）还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为SO42-，写出有关的离子方程式：______．
（3）氧化过程中通入空气和加入NaOH是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式：______．
（4）为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液pH的范围为______≤pH＜______．
（5）若NaOH加入过量，所的铁红产品中有其它杂质，但可能无Al2O3，其原因是（用离子方程式表示）：______．
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（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，
故答案为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；   
（2）因FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为SO42-，用化合价升价法配平方程式，
故答案为：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+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，反应的方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓（或Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3），
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，故答案为：2.8≤pH＜3.0；
（5）滤液未沉淀的离子为Na+、Mg2+、Al3+，Al3+和NaOH反应：Al3++3OH-=Al（OH）3↓，若NaOH过量，NaOH与Al（OH）3反应：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
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（2011?镇江一模）以黄铁矿为原料制硫酸产生的废渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等．现以此废渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下．此浓度时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH由见表．
沉淀物 开始沉淀pH 沉淀完全pH
Al（OH）3 3.0 5.2
Fe（OH）3 1.5 2.8
Fe（OH）2 7.6 9.7
Mg（OH）2 8.0 12.4
（1）酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是
Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O
．
（2）还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为SO42-，写出有关的离子方程式：
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
．
（3）氧化过程中通入空气和加入NaOH是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式：
4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓
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pH的范围为
2.8
2.8
≤pH＜
3.0
3.0
．
（5）若NaOH加入过量，所的铁红产品中有其它杂质，但可能无Al2O3，其原因是（用离子方程式表示）：
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
．
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
Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O
；“滤渣A”主要成份的化学式为
SiO2
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
8
H2O═15Fe2++
2
2
SO42-+
16H+
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↓
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
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
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
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
和
（写出元素符号并标出相应的化合价）．
（2010?江苏一模）以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等．现以硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：

（1）酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是
Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O
．
（2）还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为SO
 
2-
4
，写出有关的离子方程式：
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
．
（3）氧化过程中通入空气和加入NaOH是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式：
4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓
4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓
．
（4）生产过程中，为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液的pH至3～4，其目的是
使Fe3+沉淀完全，而其他金属阳离子不生成沉淀
使Fe3+沉淀完全，而其他金属阳离子不生成沉淀
．

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3)，过程如下：

（1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是         ， 写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式：                                                         ；

（2）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见下表）

沉淀物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Fe(OH)2

Mg(OH)2

开始沉淀

2.7

3.8

7.5

9.4

完全沉淀

3.2

5.2

9.7

12.4

 

（3）滤渣A的主要成分为       ，滤液B可以回收的物质有______________________；

（4）简述洗涤过程的实验操作                                                                 ；

（5）已知硫酸渣质量为w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为          （用最简分数表达式表示）。

（已知相对原子质量：O 16  S 32  Fe 56  ）

 

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