题目内容
【题目】利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是___________。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+，同时FeS2被氧化为SO42-，该反应的离子方程式为___________。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定。有关反应的化学方程式如下：
2Fe3++Sn2++6Cl—＝2Fe2++SnCl62—
Sn2++4Cl—+2HgCl2＝SnCl62-+Hg2Cl2↓
6Fe2++Cr2O72—+14H+＝6Fe3++2Cr3++7H2O
滴定时，K2Cr2O7标准溶液应盛放在滴定管中___________ (填“酸式”、“碱式”)；若不加HgCl2，则测定的Fe3+量___________ (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(4)①可选用___________ (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是___________ (用离子方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
实验可选用的试剂有：稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：___________
a．氧化：。 b．沉淀：。 c．分离，洗涤。 d．烘干，研磨。
【答案】 提高铁的浸出率，抑制Fe3+的水解 14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ 酸式 偏高 KSCN或苯酚 4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O 向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；滴加NaOH溶液，调节溶液的pH为3.2～3.8
【解析】分析:硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)中加入稀硫酸酸浸, Fe2O3、Al2O3、MgO和稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3和MgSO4,然后向溶液中加入FeS2, FeS2将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,然后过滤得到滤渣,将滤液发生一系列变化得到氧化铁粉末。以此解题。
详解：(1)铁离子、铝离子为弱离子,易发生水解反应,且一种物质过量能提高另一种物质的转化,所以稀硫酸适当过量的原因是提高铁的浸出率,抑制Fe3+的水解,因此，本题正确答案是:提高铁的浸出率,抑制Fe3+的水解;
(2)由信息Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,在利用氧化还原反应配平方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ ，因此，本题正确答案是: 14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+。
(3)酸性溶液用酸性滴定管、碱性溶液用碱性滴定管,重铬酸钾酸性溶液呈酸性,应该用酸式滴定管,若不加HgCl2,溶液中含有Sn2+,也可以被酸性高锰酸钾氧化,导致高锰酸钾的物质的量增大,则测定的Fe3+量偏高，因此，本题正确答案是:酸式;偏高；
(4)①检验滤液中含有Fe3＋是KSCN溶液,铁离子和KSCN溶液反应生成血红色液体; Fe2+不稳定,易被空气氧化生成铁离子,所以产生铁离子,离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O，因此，本题正确答案是:KSCN; 4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O；
②a.“过滤”后的溶液中有Fe2+、Al3+、Mg2+以及少量Fe3＋,首先向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液,搅拌,将Fe2+完全氧化为Fe3＋,
b.然后控制pH,只使Fe(OH)3沉淀,从表格数据可以分析,控制pH为3.2～3.8,因此，本题正确答案是:a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液,搅拌；b.滴加NaOH溶液,调节溶液为pH为3.2～3.8。
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