Question

工业上利用硫酸渣（含Fe²⁺、Fe³⁺的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红（Fe₂O₃ ）和回收（NH₄）₂SO₄，具体生产流程如下：
回答下列问题：
（1）在废渣溶解操作时，应选用

 

溶解（填编号）．
A、氨水       B、氢氧化钠       C、盐酸        D、硫酸
（2）物质A是一种氧化剂，工业上最好选用

 

（供选择使用的有：空气、Cl₂、MnO₂），其理由是

 

．
（3）根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件是：

 

．

（4）往铵黄铁矾溶液（含Fe³⁺）中加入溶液B至pH为5时产生沉淀，请写出产生沉淀的离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）依据废渣成分结合提纯物质组成分析判断；
（2）氧化剂主要是用来氧化亚铁离子，空气来源丰富经济效益高不产生污染等回答；
（3）依据图象分析，亚铁离子的氧化率最高是溶液温度为80℃，pH为1.5；
（4）依据铵黄铁矾溶液中铁离子和氨水反应生成氢氧化铁书写．

解答： 解：（1）在废渣溶解操作时，目的是溶解氧化物，制备高档颜料铁红（Fe₂O₃ ）和回收（NH₄）₂SO₄，不能引入杂质离子；
A、氨水不能溶解氧化物，能沉淀铁离子和亚铁离子，故A不选；
B、氢氧化钠溶液沉淀铁离子和亚铁离子不能溶解氧化钙、氧化镁，故B不选；
C、盐酸溶解氧化钙和氧化镁，但引入氯离子不能除去，故C不选；
D、硫酸能溶解氧化钙和氧化镁，且不引入杂质离子，故D符合；
故答案为：D；
（2）氧化剂主要是氧化亚铁离子便于提取，氯气有毒且污染空气，引入了氯离子；二氧化锰是难溶于水的固体，空气来源丰富，成本低，不引入杂质，不产生污染，
故答案为：空气；原料来源容易，成本低，不产生污染，不引入杂质；
（3）分析图象可知在80°C时 溶液PH=1.5，此时亚铁离子的氧化率在90%以上，时间在4小时左右，
故答案为：溶液温度为80℃，pH为1.5，时间为4小时左右；
（4）因目的是制取氧化铁和硫酸铵，故往铵黄铁矾加入溶液B为氨水，至pH为5时产生沉淀，生成的是氢氧化铁沉淀反应离子方程式为：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．

点评：本题考查了物质制备和提纯的实验流程分析判断，图象分析应用，化学方程式书写方法，题目信息量大需要仔细审题，题目难度中等．本题要注意从实验目的和分离除杂原则考虑，如滤渣溶解时加硫酸而不加盐酸，因目的是回收（NH₄）₂SO₄，结合题设去看流程，不必对流程每一步都弄清楚，如：如何生成黄铁钒、如何生成硫酸铵等．