Question

重晶石矿（主要成分为硫酸钡）因为含有Fe₂O₃、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热（即“漂白”），再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料，广泛用作纸张、油漆等的填充剂。已知MnO是碱性氧化物，Al粉可以将深色的Fe³⁺转化为浅色的Fe²⁺。

重晶石填料的生产工艺流程为：

（1）在该流程中，为加快“漂白”速度，采取的措施有                               、

                                。

（2）硫酸起到了“漂白”的作用。请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式：

                                    、                                    。

（3）二次漂白水洗过滤后，检验滤渣不含Fe²⁺离子的方法是                           

                                    、                                    。

（4）二次漂白前，煅烧的主要目的是                                    。将煅烧后的固体磨成细粉，使用的是加有刚玉球的振动磨。这说明刚玉具有很高的            。

（5）工业生产中为了充分利用资源，将滤液经过处理得到化工原料Fe₂O₃。操作过程是：

①滤液中通入过量Cl₂，其目的是                                    。

②再加入适量NaOH来调节溶液的pH ，其目的是                          ，调节溶液的pH范围为                 。

有关离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7
Mn2+	8.3	9.8

 

（6）最后通过                       、                       得到氧化铁。

 

Answer 1

【答案】

（1）重晶石和铝都使用粉末（1分）；加热（1分）。

（2）Fe₂O₃+3H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃+3H₂O（1分）    MnO+H₂SO₄→MnSO₄+H₂O（1分）

（3）取最后一次洗涤液于试管中，先滴加氯水再滴加KSCN溶液无明显变化。（1分）

（4）除去炭质（1分）；  硬度（1分）。

（5）①将Fe²⁺转化为Fe³⁺   （1分）②使Fe³⁺ 沉淀完全，而其它离子不发生沉淀（1分）3.7—3.8  （1分）

（6）过滤、洗涤（1分）；灼烧（1分）

【解析】

试题分析：

（1）重晶石和铝都使用粉末，增大表面积、加热都可加快速率。

（2）根据框图信息知：Fe₂O₃+3H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃+3H₂O、 MnO+H₂SO₄→MnSO₄+H₂O。

（3）检验滤渣不含Fe²⁺离子的方法是取最后一次洗涤液于试管中，先滴加氯水再滴加KSCN溶液无明显变化。

（4）结合题意可知作用为除去炭质；刚玉的硬度很大。

（5）①滤液中通入过量Cl₂将Fe²⁺完全转化为Fe³⁺ ，②使Fe³⁺ 沉淀完全，而其它离子不发生沉淀，结合表格中数据可知调节溶液的pH范围3.7—3.8即可。

（6）分离固体和液体，经过过滤、洗涤；灼烧即可。

考点：本题以化学探究实验为基础，考查了元素及化合物性质、实验分析。