Question

利用制硫酸产生的矿渣(主要成分为、、、、等)制备高纯氧化铁和副产品硫酸铵的流程如下：

已知硫酸铵在水中的溶解度：时，时

(1)矿渣酸浸时需加适当过量的稀硫酸的目的是___________。

(2)“滤液2”中加入碳酸氢铵溶液，写出生成的离子方程式___________，获得的需要用水洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的方法是___________。

(3)“滤渣2”的成分为铁粉和___________。

(4)“滤液3”中持续通入空气并调的目的是“除杂”，持续入空气的作用是____。

(5)“滤液4”经过_____、过滤得到粗产品，浓缩时若温度过高，产品中将混有少量，试用化学平衡移动原理解释其原因___________。

Answer

有利于矿渣充分溶解，提高铁元素的浸出率(答案合理均给分) 取少量最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的溶液，无白色沉淀产生，则洗涤干净。 将氧化为、搅拌溶液加快反应速率 蒸发浓缩、冷却结晶 温度过高促进水解，氨气挥发使水解平衡向右移动，溶液酸性增强生成硫酸氢铵

【解析】

矿渣(主要成分为、、、、等)加足量稀硫酸后，金属氧化物均溶解转变成相应的盐，二氧化硅不反应，形成滤渣1；滤液1中加足量的铁粉将铁离子还原成亚铁离子，调节pH到5.5将铝离子完全沉淀，过滤滤渣2中主要是氢氧化铝和过量的铁粉，滤液2中主要是硫酸亚铁，加足量的碳酸氢铵时，产生碳酸亚铁沉淀过滤，煅烧得到氧化铁；滤液3中通空气将未反应完的亚铁离子氧化成三价铁，调节pH值后沉淀除去，滤液4经蒸发浓缩，冷却结晶得到硫酸铵，据此分析解答。

(1)矿渣酸浸时需加适当过量的稀硫酸有利于矿渣充分溶解反应，提高铁的浸取率，故答案为：有利于矿渣充分溶解，提高铁元素的浸出率；

(2)“滤液2”中加入碳酸氢铵溶液，亚铁离子与碳酸氢根反应得到碳酸亚铁沉淀和二氧化碳，离子反应为；获得的需要用水洗涤，可通过检验最后一次洗涤液中是否还含有硫酸根离子确定沉淀是否洗涤干净，具体操作：取少量最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的溶液，无白色沉淀产生，则洗涤干净，故答案为：；取少量最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的溶液，无白色沉淀产生，则洗涤干净；

(3)根据以上分析可知，滤渣2的成分有过量的铁粉以及氢氧化铝，故答案为：；

(4)滤液3中通空气将未反应完的亚铁离子氧化成三价铁，调节pH值后沉淀除去，同时不断鼓入空气可以起到搅拌作用加快反应速率，故答案为：将氧化为、搅拌溶液加快反应速率；

(5)“滤液4”经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硫酸铵，硫酸铵是强酸弱碱盐，会发生水解，浓缩时若温度过高会促进水解，氨气挥发使水解平衡向右移动，溶液酸性增强生成硫酸氢铵，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；温度过高促进水解，氨气挥发使水解平衡向右移动，溶液酸性增强生成硫酸氢铵。