Question

【題目】以黃鐵礦為原料制硫酸產生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制備鐵紅(Fe2O3)的過程如圖所示:

回答下列問題:

（1）酸溶時,粉碎硫酸渣的目的是__________

（2）還原過程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量,同時有H2SO4生成,完成該反應的離子方程式:FeS2+14Fe3++______H2O═15Fe2++______SO42-+______.______________

（3）濾渣A的主要成分為__________

（4）生產過程中,為了確保鐵紅的純度,氧化過程需要調節溶液的pH的范圍是_____;(部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表)

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
開始沉淀pH	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

為得到純凈的Fe(OH)3固體,需要對沉淀進行洗滌,判斷沉淀Fe(OH)3是否洗凈的方法是__________。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快溶解速率 FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ SiO2 3.2～3.8 取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加少量BaCl2溶液，若無明顯現象，則沉淀已洗凈

【解析】

Fe2O3、MgO為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物，Al2O3為兩性氧化物，Fe2O3、MgO、Al2O3與硫酸反應，生成可溶的Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、MgSO4，根據問題(2)，加入FeS2，將Fe3＋還原成Fe2＋，過濾后，向濾液中通入空氣，將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入NaOH，調節pH，使Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出來，然后經過過濾、烘干、研磨得到鐵紅；

(1)粉碎硫酸渣的目的是增大硫酸渣與硫酸的接觸面積，加快溶解速率，提高原料的浸出率；

(2)FeS2中S的化合價由－1價→＋6價，化合價升高7價，FeS2整體升高14價，Fe3＋作氧化劑，化合價降低1價，最小公倍數為14，Fe3＋系數為14，FeS2系數為1，SO42－系數為2，根據原子守恒、電荷守恒，離子方程式為FeS2＋14Fe3+＋8H2O=15Fe2＋＋2SO42－＋16H＋；

(3) Fe2O3、MgO為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物，Al2O3為兩性氧化物，Fe2O3、MgO、Al2O3與硫酸反應，生成可溶的Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、MgSO4，SiO2不與稀硫酸反應，即濾渣1為SiO2；

(4)根據上述分析，讓Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出來，而Mg2＋、Al3＋不能沉淀，即pH控制在3.2～3.8之間；Fe(OH)3表面沾有Na2SO4，需要檢驗SO42－，具體操作是：取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中,滴加少量BaCl2溶液,若無明顯現象,則沉淀已洗凈。