Question

（16分）铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。

（1）某温度下，K_sp（FeS）＝8.1×10^－17，FeS饱和溶液中c（H^＋）与c（S^2－）之间存在关系：

c²（H^＋）·c（S^2－）＝1.0×10^－22，为了使溶液里c（Fe^2＋）达到1 mol·L^－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的pH约为________（填字母）。

A．2    B．3   C．4     D．5

（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃）的过程如下：

①酸溶过程中Fe₂O₃发生反应的离子方程式为_____________；“滤渣A”主要成分的化学式为_______________。

②还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe^3＋还原为Fe^2＋，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式： FeS₂＋____Fe^3＋＋______===______Fe^2＋＋____SO₄^2－＋______

③氧化过程中，O₂、NaOH与Fe^2＋反应的离子方程式为________________________。

④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2～3.8。

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀pH	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

如果pH过大，可能引起的后果是____________________（几种离子沉淀的pH见上表）。

⑤滤液B可以回收的物质有________（填序号）。

A．Na₂SO₄     B．Al₂（SO₄）₃     C．Na₂SiO₃      D．MgSO₄

Answer

（1）B（2分）（2）①Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O SiO2（3分） ②FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2 SO42-＋16H＋（3分）③（3分）4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe（OH）3↓[或Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3]。④（2分）Al3＋、Mg2＋形成沉淀，使制得的铁红不纯 （3分）ABD

【解析】

试题分析：（1） 如果溶液里c（Fe2＋）达到1 mol·L－1，此时c（S2－）＝Ksp（FeS）/ c（Fe2＋）＝8.1×10－17/1＝8.1×10－1７mol·L－1，则有c2（H＋）·8.1×10－17mol·L-1＝1.0×10－22，c（H＋）＝1.1×10-3 mol·L，故溶液中的pH约为3，选B。（2）①Fe2O3与硫酸发生反应的离子方程式为：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；SiO2不溶于硫酸也不与FeS2反应，故滤渣A主要成分是SiO2。②利用氧化还原反应的化合价升降法配平，方程式为：FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO42-＋16H＋。③Fe2＋与NaOH反应生成Fe（OH）2，Fe（OH）2会被氧化为Fe（OH）3，故反应反应离子方程式为：Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，也可以写成总反应为：4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe（OH）3↓。④根据几种金属离子沉淀的pH，知道如果pH过大，Al3＋、Mg2＋形成沉淀，使制得的铁红不纯。⑤根据物质的流向，滤液B的主要成分Na2SO4 、Al2（SO4）3、MgSO4，故可回收的选ABD。

考点：溶度积的计算、化工流程的分析、氧化还原反应的配平。