Question

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。

（1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO 和NaOH的混合溶液将Fe（OH）₃氧化性制备高铁酸钠，反应的离子反应方程式为             ；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是                        ；

（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酸溶过程中发生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Fe^{3 +}还原为Fe^{2 +}，而本身被氧化为H₂SO₄，请写出该反应的离子方程式                                ；

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             ，

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                      。

Answer

（1）3ClO- + 4OH-+2Fe(OH)2 = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O；本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水。

（2）①Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4) 3 + 3H2O；Al2O3 + 3H2SO4 = Al 2(SO4) 3 + 3H2O；MgO +H2SO4 = MgSO4 + 2H2O；SiO2

②FeS2 + 14Fe3 + +8H2O = 15Fe2 + + 2SO42－ + 16 H+；

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

④3.2~3.8；Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯。

【解析】

试题分析：（1）NaClO和NaOH的混合溶液将Fe（OH）3氧化得到高铁酸钠，发生反应的化学方程式为2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，高铁酸钠本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水，故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水；

（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硫酸与氧化铁、Al2O3、MgO反应生成硫酸铁和水，方程式为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，硫酸与Al2O3反应生成硫酸铝和水，方程式为：Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，硫酸与MgO反应生成硫酸镁和水，方程式为：MgO+H2SO4═MgSO4+H2O，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．故答案为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O、Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O、MgO+H2SO4═MgSO4+H2O；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H20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：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+，故答案为：FeS2+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为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓，故答案为：4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓；

④溶液pH＞3.2时Fe3+沉淀完全，溶液pH=3.8时Al3+开始沉淀，故溶液的pH的范围是3.2～3.8，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；故答案为：3.2～3.8；Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯。

考点：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的相关知识。