Question

黄铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等)是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。利用黄铁矿烧渣为原料制备高档颜料—铁红(Fe₂O₃)的流程如下：

回答下列问题：

(1)“焙烧”时所添加的最佳还原剂是________(填序号)。

a．焦炭    b．硫黄    c．镁粉    d．锌粉

(2)“过滤1”后的滤液中溶质的主要成分是________________(填化学式)。

(3)“沉淀反应”时不宜混入过多空气，其原因为______________________(用离子方程式表示)。

(4)为检验FeCO₃是否洗涤干净，可以向最后一次洗涤液中滴加________溶液。

(5)在空气中煅烧FeCO₃生成铁红和另一种氧化物，反应的化学方程式为________。

(6)现有黄铁矿烧渣500t，铁元素的质量分数为16.8％，经过一系列转化后，得到90t铁红，该产品的产率为________。(提示：)

Answer

a 稀盐酸和 37.5%

【解析】

本题要从含有杂质的黄铁矿烧渣中得到铁红(Fe2O3)，第一步焙烧将所有氧化物还原为单质铁和单质硅，接下来用硫酸酸浸将铁转变为Fe2+，硅不与硫酸反应，可以过滤除去；接下来加入碳酸氢铵，得到FeCO3沉淀，过滤、洗涤、干燥后再煅烧，煅烧时+2价的Fe被空气中的氧气氧化，最终得到Fe2O3，据此来分析即可。

(1)焙烧时加入焦炭是最好的选择，焦炭可以还原铁的氧化物和硅的氧化物，过量的焦炭在酸浸时不溶于硫酸，过滤即可除去，答案选a；

(2)根据分析，过滤1后的滤液中溶质的主要成分是溶液；

(3)极易被空气中的氧气氧化，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

(4)检验FeCO3是否洗涤干净，只要检验最后的洗涤液中是否含有即可，因此我们可以取最后一次洗涤液，加入稀盐酸和溶液，若无白色沉淀产生则证明已经洗涤干净；

(5)空气中有氧气，根据原子守恒，在空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和CO2，反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；

(6)黄铁矿烧渣中铁元素的质量为，根据Fe守恒，理论上能产生铁红的质量为×160g/mol=240t的铁红，产品的产率为。