Question

工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO、SiO₂)为原料制备高档颜料-----铁红(Fe₂O₃)，具体生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）“酸溶”过程中Fe₃O₄发生反应的离子反应方程式为_____________________________；

（2）实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有___________、玻璃棒和烧杯等；步骤Ⅳ中应选用______试剂调节溶液的pH(填字母编号)

A．稀硝酸      B．氢氧化钠溶液      C．高锰酸钾溶液      D．氨水

（3）检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是________________；

（4）步骤Ⅴ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是________________；

（5）步骤Ⅵ中发生反应的化学反应方程式为_____________________________；

（6）步骤Ⅴ中，FeCO₃达到沉淀溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，c(Fe²⁺)=1×10^-6 mol•L^-1．试判断所得的FeCO₃中是否含有Fe(OH)₂__________(填“是”或“否”)，请通过简单计算说明理由__________________________(已知：K_sp[Fe(OH)₂]=4.9×10^-17)。

Answer

（1）Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O （2）漏斗 D （3）KSCN溶液 （4）防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解 （5）4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 （6）否 溶液中c(Fe2+)•c(OH-)2=1×10-6×(1×10-5.5)2=1×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，故无Fe(OH)2沉淀生成

【解析】

试题分析：（1）酸溶过程中四氧化三铁和酸反应生成亚铁离子、铁离子和水，“酸溶”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；

（2）根据分析可知，步骤Ⅱ为过滤，过滤操作所用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯等，步骤Ⅳ中调节pH值的试剂要能与酸反应且不引入新的杂质，所以用氨水较好，故选D；

（3）步骤Ⅲ是将铁离子还原成亚铁离子，检验步骤Ⅲ已经进行完全，即溶液中没有铁离子，可以用KSCN溶液；

（4）步骤Ⅴ是加入碳酸氢铵产生碳酸亚铁溶液，温度过高亚铁离子水解程度增大同进碳酸氢铵容易分解，所以温度一般需控制在35℃以下；

（5）步骤Ⅵ中发生反应为碳酸亚铁在空气中与氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁，反应方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；

（6）由题中数据可知，溶液中c(Fe2+)•c(OH-)2=1×10-6×(1×10-5.5)2=1×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，故无Fe(OH)2沉淀生成。

【考点定位】考查铁及其化合物性质的分析应用

【名师点晴】主要是流程分析理解和反应过程的判断；硫铁矿烧渣加入硫酸后生成硫酸亚铁、硫酸铁，过滤后得到的滤渣为二氧化硅，滤液中加入过量铁粉，生成硫酸亚铁溶液，调节pH后加入碳酸氢铵溶液，可生成碳酸亚铁固体，经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁。