Question

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 + 14Fe^{3 +} +        H₂O=15Fe^{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，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是           (几种离子沉淀的pH见下表)；滤液B可以回收的物质有(写化学式)________________。

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

Answer

（1）Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O；SiO2（2）8；2；16H+

（3）4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓

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

（4）3.2～3.8(或之间的数据值)；Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4

【解析】

试题分析：（1）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4) 3+3H2O；

硫酸渣中只有二氧化硅不与稀硫酸反应，所以“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2；

（2）FeS2 中的S元素的化合价是-1价，生成物中Fe的化合价是+2价，S的化合价是+6价，整体升高14价，而Fe3+的化合价降低1价，根据升降化合价总数相等，所以Fe3+的系数是14，则SO42-的系数是2，再根据元素守恒和电荷守恒判断生成物中还有氢离子，其系数为16，则水的系数是8，配平后的反应为：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；

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

（4）根据几种离子沉淀的pH，使Fe3+沉淀完全的PH为3.2，其他离子开始沉淀PH为3.8，因此所选PH因介于3.2和3.8之间；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：通过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。