Question

工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)，流程如图：

（1）滤渣I的主要成分是___(填化学式)。

（2）浸取过程中，可提高酸浸速率的措施有___ (任写一条)。

（3）还原时，若试剂X为一种单质，则X的化学式为___。

（4）若试剂X选用SO₂，写出还原步骤的离子方程式：___。

（5）常见离子形成氢氧化物沉淀的pH见表，则该流程中pH应该调节为___(范围)。

pH	Al^3+	Fe^2+
开始沉淀	3.0	5.8
完全沉淀	5.0	8.8

（6）从分离出滤渣II后的滤液中得到产品，应进行的操作是___、过滤、洗涤、干燥。

Answer

SiO2 烧渣粉碎、搅拌、适当增大硫酸的浓度、适当升高温度(任写一条) Fe 5.0~5.8 蒸发浓缩、冷却结晶

【解析】

Fe2O3、FeO、Al2O3能溶于稀硫酸，SiO2不溶于稀硫酸，因此滤渣I为SiO2，滤液中含有FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，加入还原试剂X还原Fe3+，根据除杂原则中不引入新杂质的原则可知，若试剂X为单质，则其为Fe粉，然后向溶液中加入试剂调节pH，依据Al3+完全沉淀、Fe2+开始沉淀时对应pH的差异将Al3+除去，然后过滤，将溶液经过一系列操作，最终制得FeSO4·7H2O，以此解答。

（1）由上述分析可知，滤渣I为SiO2；

（2）浸取过程中，可提高酸浸速率的措施有：粉碎烧渣以增大反应物接触面积、搅拌增大反应物接触、适当增大硫酸的浓度、适当升高温度等；

（3）由上述分析可知，若试剂X为单质，则其为Fe粉；

（4）若试剂X选用SO2，SO2具有还原性，Fe3+具有氧化性，二者能够发生氧化还原反应，SO2被氧化为，Fe3+被还原为Fe2+，根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可知，该反应离子方程式为：；

（5）由上述分析可知，调节pH的目的是沉淀Al3+，而Fe2+不发生沉淀，因此该流程中pH应该调节为5.0~5.8；

（6）过滤后滤液中溶质主要为FeSO4，因为要得到七水合硫酸亚铁晶体，所以，由溶液得到晶体的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。