Question

重晶石礦（主要成分為硫酸鋇）因為含有Fe₂O₃、MnO及炭質等雜質而常呈深褐色。工業上將重晶石礦粉碎后與硫酸、鋁粉在反應槽中混合加熱（即“漂白”），再經水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料，廣泛用作紙張、油漆等的填充劑。已知MnO是堿性氧化物，Al粉可以將深色的Fe³⁺轉化為淺色的Fe²⁺。
重晶石填料的生產工藝流程為：

（1）在該流程中，為加快“漂白”速度，采取的措施有                              、
                               。
（2）硫酸起到了“漂白”的作用。請寫出硫酸直接起到該作用時的化學方程式：
                                   、                                   。
（3）二次漂白水洗過濾后，檢驗濾渣不含Fe²⁺離子的方法是                           
                                   、                                   。
（4）二次漂白前，煅燒的主要目的是                                   。將煅燒后的固體磨成細粉，使用的是加有剛玉球的振動磨。這說明剛玉具有很高的           。
（5）工業生產中為了充分利用資源，將濾液經過處理得到化工原料Fe₂O₃。操作過程是：
①濾液中通入過量Cl₂，其目的是                                   。
②再加入適量NaOH來調節溶液的pH ，其目的是                         ，調節溶液的pH范圍為                。
有關離子開始沉淀及完全沉淀時的pH如下：

離子	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7
Mn2+	8.3	9.8

 
（6）最后通過                      、                      得到氧化鐵。

Answer 1

（1）重晶石和鋁都使用粉末（1分）；加熱（1分）。
（2）Fe₂O₃+3H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃+3H₂O（1分）    MnO+H₂SO₄→MnSO₄+H₂O（1分）
（3）取最后一次洗滌液于試管中，先滴加氯水再滴加KSCN溶液無明顯變化。（1分）
（4）除去炭質（1分）；  硬度（1分）。
（5）①將Fe²⁺轉化為Fe³⁺  （1分）②使Fe³⁺ 沉淀完全，而其它離子不發生沉淀（1分）3.7—3.8 （1分）
（6）過濾、洗滌（1分）；灼燒（1分）

試題分析：
（1）重晶石和鋁都使用粉末，增大表面積、加熱都可加快速率。
（2）根據框圖信息知：Fe₂O₃+3H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃+3H₂O、 MnO+H₂SO₄→MnSO₄+H₂O。
（3）檢驗濾渣不含Fe²⁺離子的方法是取最后一次洗滌液于試管中，先滴加氯水再滴加KSCN溶液無明顯變化。
（4）結合題意可知作用為除去炭質；剛玉的硬度很大。
（5）①濾液中通入過量Cl₂將Fe²⁺完全轉化為Fe³⁺ ，②使Fe³⁺ 沉淀完全，而其它離子不發生沉淀，結合表格中數據可知調節溶液的pH范圍3.7—3.8即可。
（6）分離固體和液體，經過過濾、洗滌；灼燒即可。