Question

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等．实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃），过程如图：

（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是      ，写出酸溶过程Fe₂O₃与稀硫酸反应的离子反应方程式：      ．

（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是      （部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表）

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

（3）滤渣A的主要成分为      ，滤液B含有的主要物质有      ．

（4）如何证明洗涤环节充分洗净      ．

（5）已知硫酸渣质量为a kg，假设铁红制备过程中铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为b kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为         ．（用题中所给数据计算并用最简整数比表示结果）

Answer

（1）Al2O3；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

（2）3.2﹣3.8；

（3）SiO2；Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3；

（4）取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全；

（5）．

【解析】

试题分析：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，过滤得到滤渣A含有SiO2，滤液含有Fe3+、Al3+、Mg2+，再加氢氧化钠，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8可得到Fe（OH）3，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，滤液B中含有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，以此解答该题．

【解析】
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，过滤得到滤渣A含有SiO2，滤液含有Fe3+、Al3+、Mg2+，再加氢氧化钠，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8可得到Fe（OH）3，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，滤液B中含有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，

（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是Al2O3，为两性氧化物，Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式为Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，

故答案为：Al2O3；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

（2）由表中数据可知调节溶液的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，故答案为：3.2﹣3.8；

（3）由以上分析可知滤渣A的主要成分为SiO2，滤液B含有的主要物质有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，

故答案为：SiO2；Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3；

（4）固体具有吸附性，氢氧化铁固体表面吸附硫酸根离子，可取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全，

故答案为：取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全；

（5）铁红制备过程中铁元素的质量为（b×）÷75%=，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为，故答案为：．