Question

2．以下是用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂）为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图1：
回答下列问题：
（1）酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是Fe²⁺、Fe³⁺．
（2）煅烧FeCO₃生成产品Ⅰ的化学反应方程式为4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
（3）已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示，产品Ⅱ的化学式为K₂SO₄，为了获得产品Ⅱ，向（NH₄）₂SO₄溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥．
（4）检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是Ba（NO₃）₂溶液、AgNO₃溶液，进一步提纯产品Ⅱ的方法是重结晶；
（5）步骤Ⅲ中可选用C（填序号）试剂调节溶液的pH．
A．稀硝酸  B．双氧水C．氨水   D．高锰酸钾溶液．

Answer 1

分析 Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO与还原剂反应生成铁，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤时用到的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒等，所以滤液中的主要溶质是硫酸亚铁；硫酸亚铁与碳酸氢铵反应得到碳酸亚铁和硫酸铵，实验室进行煅烧操作所需仪器有酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒、坩埚、坩埚钳；碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁盒二氧化碳；硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵，根据硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾，检验产品II中是否含有氯化物杂质需先除去SO₄，再检验Cl^-．
（1）酸浸时Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO能与稀硫酸反应得到Fe²⁺、Fe³⁺，SiO₂不能与稀硫酸反应；
（2）由流程图可知，煅烧FeCO₃生成产品Ⅰ氧化铁和二氧化碳，Fe元素化合价升高，反应物中应有氧气；
（3）硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵，根据硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾；
（4）检验产品II中是否含有氯化物杂质需先除去SO₄，再检验Cl^-；
（5）依据提纯分离的目的分析选择调节溶液PH是为了除去杂质，不能氧化亚铁离子．

解答 解：（1）酸浸时Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO能与稀硫酸反应得到Fe²⁺、Fe³⁺，SiO₂不能与稀硫酸反应，因此酸浸、过滤后滤液A中含有的金属阳离子是Fe²⁺、Fe³⁺，
故答案为：Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）由流程图可知，煅烧FeCO₃生成产品Ⅰ氧化铁和二氧化碳，Fe元素化合价升高，反应物中应有氧气，化学方程式为4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案为：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
（3）硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵；因硫酸钾的溶解度随温度变化不大，可用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到硫酸钾，
故答案为：K₂SO₄；蒸发结晶；
（4）因检验产品II中是否含有氯化物杂质需先除去SO₄，再检验Cl^-，所以滴加过量Ba（NO₃）₂溶液，过滤后向滤液滴加AgNO₃溶液，进一步提纯产品Ⅱ的方法是重结晶，
故答案为：滴加过量Ba（NO₃）₂溶液、AgNO₃溶液．重结晶；
（5）步骤Ⅲ中可选用氨水试剂调节溶液的pH．稀硝酸、双氧水、高锰酸钾溶液具有强氧化性，氧化亚铁离子，选择氨水调节除去杂质得到亚铁盐溶液，
故答案为：C．

点评 本题考查物质的制备和分离操作，侧重于学生分析能力、实验能力和综合运用化学知识能力的考查，为高考常见题型，题目难度中等，注意根据实验流程以及相关物质的性质解答该题．