Question

（13分）铁的发现和大规模使用，是人类发展史上的一个光辉里程碑，它把人类从石器时代、青铜器时代带到了铁器时代，推动了人类文明的发展。

（1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是水处理过程中的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的。按要求回答下列问题：

高铁酸钠主要通过如下反应制取：2Fe(OH)₃ + 3NaClO + 4NaOH == 2Na₂FeO₄ + 3X + 5H₂O, 则X的化学式           ，反应中被氧化的物质是         （写化学式）。

（2）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与稀硫酸反应的化学方程式为      ____   ；“滤渣A”主要成份的化学式为           。

②还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式：

FeS₂ +    Fe^{3 +} +     H₂O ==    Fe^{2 +} +     SO₄^2- +         ___  。

③氧化过程中，O₂、NaOH与Fe²⁺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）；滤液B可以回收的物质有（写化学式）   。

Answer

（13分）（1）NaCl （1分）Fe(OH)3（1分）

（2）①Fe2O3 + 3H2SO4 == Fe2(SO4）3 + 3H2O（2分）SiO2（1分。多写FeS2不扣分，多写其它化学式0分）

②1 14 8 15 2 16 H+（2分）

③4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH－= 4Fe(OH)3↓ （2分）或Fe2++2OH－=Fe(OH)2↓（1分），4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（1分）

④Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯。 （1分）

Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4（3分，多写H2SO4不扣分，多写其它0分；漏写酌情给分）

【解析】

试题分析：：

（1）2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3X+5H2O，根据元素守恒可知X的化学式为NaCl；反应中Fe（OH）3中的Fe元素是化合价升高被氧化；

（2）硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2，加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，再加氢氧化钠和空气，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8主要是使三价铁沉淀，而二价镁，三价铝都不沉淀，最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁，从而得到铁红；

①氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，方程式为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；因二氧化硅不与硫酸反应，故“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2；

②FeS2中S元素的化合价从-1价升高到+6价，2个S原子转移14个电子，Fe3+转移1个电子，则二者的计量数之比为1：14，根据S守恒可知SO42-前面的化学计量数为2，根据氧守恒可知H2O前面化学计量数为8，根据H守恒可知H+前化学计量数为16，则反应的离子方程式为1FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；

③Fe2+与OH-反应生成4Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定易被氧气氧化为Fe（OH）3，用化合价升价法配平方程式：4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓；

④根据几种离子沉淀的pH，如果pH过大，Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯；未沉淀的离子为Na+、Mg2+、Al3+，故滤液B可以回收的物质有Na2SO4、Al2（SO4）3、MgSO4。

考点：制备铁红，考查了物质制备方案的设计及化学实验基本操作方法的综合应用