Question

1．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：
回答下列问题：
（1）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
（2）在空气中煅烧FeCO₃生成产品I的化学反应方程式为4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
（3）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硝酸钡、硝酸银、稀硝酸，进一步提纯产品II的方法是蒸发结晶；
（4）步骤Ⅳ中，FeCO₃ 达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8，c（Fe²⁺）为1.0×10^-5mol•L^-1．试判断所得FeCO₃ 中是否混有Fe（OH）₂否（填“是”或“否”），请通过简单计算说明理由溶液中c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1.0×10^-5×（1×10^-6）²=1.0×10^-17＜K_sp[Fe（OH）₂]，故无Fe（OH）₂沉淀生成 （已知：K_sp[Fe（OH）₂]=4.9×10^-17）．
（5）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是防止NH₄HCO₃分解，减少Fe²⁺的水解．

Answer 1

分析 在矿铁中加入酸，SiO₂不与酸反应，过滤后所得滤渣为SiO₂，滤液A中加入过量铁粉将Fe³⁺还原为Fe²⁺，可加入氨水调节溶液pH至5～6.5，过滤后在滤液B中加入碳酸氢铵可生成FeCO₃，高温煅烧可得Fe₂O₃，硫酸铵溶液和KCl合成无氯钾肥硫酸铵钾，据此答题．

解答 解：在矿铁中加入酸，SiO₂不与酸反应，过滤后所得滤渣为SiO₂，滤液A中加入过量铁粉将Fe³⁺还原为Fe²⁺，可加入氨水调节溶液pH至5～6.5，过滤后在滤液B中加入碳酸氢铵可生成FeCO₃，高温煅烧可得Fe₂O₃，硫酸铵溶液和KCl合成无氯钾肥硫酸铵钾，
（1）步骤Ⅲ可加入氨水调节溶液pH至5～6.5，其它物质都具有氧化性，可将亚铁离子氧化，故答案为：C；
（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）检验产品II晶体中是否含有少量的氯化物杂质应先排除硫酸根离子的干扰，先加过量的硝酸钡，再用硝酸银、稀硝酸检验氯离子，所以需用到的试剂是硝酸钡、硝酸银、稀硝酸，进一步提纯产品II的方法是蒸发结晶，
故答案为：硝酸钡、硝酸银、稀硝酸；蒸发结晶；
（4）由浓度商和溶度积常数比较分析判断，Q＜Ksp沉淀溶解，Q＞Ksp沉淀溶解，Q=Ksp沉淀溶解达到平衡，溶液中c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1.0×10^-5×（1×10^-6）²=1.0×10^-17＜K_sp[Fe（OH）₂]，故无Fe（OH）₂沉淀生成，
故答案为：否；溶液中c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1.0×10^-5×（1×10^-6）²=1.0×10^-17＜K_sp[Fe（OH）₂]，故无Fe（OH）₂沉淀生成；
（5）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，温度过高碳酸氢铵会分解，温度升高促进亚铁离子的水解，
故答案为：防止NH₄HCO₃分解，减少Fe²⁺的水解．

点评 本题考查了铁及其化合物性质的分析应用，主要是流程分析理解和反应过程的判断，题目难度中等．