Question

高纯氧化铁可作现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂)为原料制备高纯氧化铁(Fe₂O₃)的生产流程示意图。已知当溶液的pH大于6.5，Fe²⁺开始转化成Fe(OH)₂。

（1）步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是____，工业上可以利用一种弱酸溶解该物质，该弱酸为____。

（2）步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是____。

（3）写出步骤Ⅳ中反应的离子方程式____。

（4）在空气中煅烧FeCO₃可制备高纯氧化铁，煅烧所需的主要仪器为____（写一种仪器名称），FeCO₃在煅烧前应充分洗涤干净，写出实验室洗涤沉淀的方法____。

（5）写出煅烧FeCO₃可制备高纯氧化铁反应的化学方程式：____。

Answer

SiO2 HF 将Fe3+还原为Fe2+ Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 坩埚 将沉淀放置于漏斗的滤纸上，加蒸馏水浸没沉淀，静止让水全部滤干，重复2-3次 4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2

【解析】

由流程图可知，Fe2O3、Fe3O4、FeO与足量盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁，SiO2不溶于盐酸，过滤后，滤液A中含有氯化铁、氯化亚铁；滤液A中加入足量铁粉，氯化铁被还原为氯化亚铁，滤液B中只含氯化亚铁，加入碳酸氢铵后生成FeCO3沉淀，高温煅烧得高纯氧化铁。

（1）Fe2O3、Fe3O4、FeO与足量盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁，SiO2不溶于盐酸，所以步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是SiO2；HF可以和SiO2反应生成四氟化硅和水，所以工业上可以用HF溶解SiO2；

（2）铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁，所以加入铁粉的目的是为了将Fe3＋还原为Fe2＋；

（3）步骤Ⅳ反应是是氯化亚铁和碳酸氢铵反应生成FeCO3沉淀、二氧化碳和水，反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO↓+H2O+CO↑；

（4）实验室煅烧固体所用主要仪器是坩埚；沉淀洗涤的基本操作是将沉淀放置于漏斗中的滤纸上，加蒸馏水浸没沉淀，静止让水全部自然滤干，重复2-3次；

（5）煅烧FeCO3时，FeCO3和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。