Question

工业上常采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃ 和 SiO₂，不 考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)，设计工艺流程如图：

(1)酸浸时溶解烧渣应选用的酸是________(填酸的名称)。检验酸浸后的浸出液中含有Fe³⁺可用_________(填试剂的化学式)溶液。

(2)试剂 X 常选用 SO₂，写出“还原”过程中发生反应的离子方程式_________。

(3)下表中列出了一些氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时所需溶液的pH，则流程中调节溶液pH的范围为_________>pH>________。

氢氧化物	开始沉淀时的 pH	沉淀完全时的 pH
Al(OH)3	4.1	5.4
Fe(OH)3	2.2	3.5
Fe(OH)2	7.5	9.5

(4)从分离出滤渣 2 后的滤液中得到产品 FeSO₄·7H₂O，应进行的操作依次是_______、_______、过滤、洗涤、干燥。

(5)七水合硫酸亚铁在医学上常用作补血剂。某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。

步骤I：取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250mL溶液；

步骤II：取上述溶液25mL于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.0100mol/L的KMnO₄溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO₄溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO₄反应)；

步骤III：重复“步骤II”2~3次，平均消耗KMnO₄溶液20.00mL。

①步骤I中配制溶液时需要的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外，还需要_________、__________。

②该补血剂中亚铁离子的含量为__________mg/片。

Answer

稀硫酸 KSCN 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ 7.5 5.4 蒸发浓缩 冷却结晶 玻璃棒 250 mL 容量瓶 56

【解析】

由流程图可知，向烧渣中加入稀硫酸，氧化铁、氧化亚铁和氧化铝溶于硫酸得到硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，滤渣Ⅰ为二氧化硅，向滤液中通入二氧化硫气体，二氧化硫和溶液中硫酸铁发生氧化还原反应生成硫酸亚铁，得到含有硫酸铝和硫酸亚铁的混合溶液，调节溶液pH至5.4—7.5之间，使溶液中的硫酸铝转化为氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣Ⅱ为氢氧化铝，硫酸亚铁溶液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到七水合硫酸亚铁。

(1)由流程图可知，为了制得纯净的七水合硫酸亚铁，酸浸时溶解烧渣应选用稀硫酸；检验酸浸后的浸出液中含有铁离子的试剂为硫氰化钾溶液，向浸出液中加入硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，说明含有铁离子，故答案为：稀硫酸；KSCN；

(2)还原过程中发生的反应为二氧化硫和溶液中硫酸铁发生氧化还原反应生成硫酸亚铁和硫酸，反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+，故答案为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+；

(3)流程中调节溶液pH的目的是使溶液中的硫酸铝转化为氢氧化铝沉淀，而硫酸亚铁不转化为沉淀，则溶液pH的范围为5.4＜pH＜7.5，故答案为：7.5；5.4；

(4)硫酸亚铁溶液得到七水合硫酸亚铁的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；

(5)①配制250mL溶液用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒和250 mL 容量瓶，故答案为：玻璃棒；250 mL 容量瓶；

②亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，由反应方程式可得5Fe2+—KMnO4，10片补血剂样品中亚铁离子的物质的量为0.0100mol/L×0.0200×10—3L×5×=1.00×10—4mol，则补血剂中亚铁离子的含量为=56mg，故答案为：56。