Question

12．硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等）是工业生产硫酸产生的废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义．利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如图1：

已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示：
回答下列问题：
（1）酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是Fe²⁺．
（2）煅烧FeCO₃生成产品I和CO₂的化学反应方程式为4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外，还有坩埚、坩埚钳．
（3）生成产品II的化学方程式为（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl．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．

Answer 1

分析 利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程为：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，过滤后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；碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁、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，以此解答该题．
（1）Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO与还原剂反应生成铁，酸浸能与稀硫酸反应得到Fe²⁺、SiO₂不能与稀硫酸反应；
（2）根据图示，碳酸亚铁煅烧生成氧化铁和二氧化碳气体；根据煅烧操作的方法写出使用的仪器名称；
（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．

解答 解：利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程为：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，过滤后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；碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁、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．
（1）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，所以滤液中的主要溶质是硫酸亚铁，过滤后滤液中的金属阳离子是Fe²⁺，
故答案为：Fe²⁺；
（2）碳酸亚铁与氧气反应生成了氧化铁盒二氧化碳，反应的化学方程式为：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；因实验室进行煅烧操作所需仪器有：酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒、坩埚、坩埚钳，还缺少的仪器为：坩埚、坩埚钳，
故答案为：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂； 坩埚、坩埚钳；
（3）硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵，反应方程式为（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl；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：（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl；蒸发结晶、趁热过滤．

点评 本题综合考查物质的分离、提纯以及制备，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握实验的目的和原理，难度不大．