Question

【題目】硫鐵礦燒渣(主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是工業生產硫酸的廢渣，利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產品的流程如下圖所示：

(1)硫鐵礦燒渣焙燒時所添加的還原劑最有可能的是______。

A.鋁 B.鋅 C.碳

(2)酸浸、過濾后濾液中的主要成分是________。濾渣是__________。

(3)反應Ⅰ的溶液為防止被氧化，需加___________，其離子方程式為__________________。

(4)反應Ⅰ的反應溫度一般需控制在15℃以下，其目的是____________________。

(5)空氣中煅燒FeCO3生成產品b的化學反應方程式為_____________________。

(6)檢驗產品a中是否含有氯化物雜質的實驗操作是：取少量產品a于試管中配成溶液，___________。

Answer 1

【答案】C FeSO4(或FeSO4和H2SO4) SiO2 稀硫酸還要加入少量鐵粉 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 防止NH4HCO3分解(或減少Fe2+的水解) 4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2↑ 滴加過量Ba(NO3)2溶液，過濾后向濾液中滴加AgNO3溶液

【解析】

硫鐵礦燒渣在灼燒時加入碳，發生氧化還原反應生成鐵，加入硫酸后Fe與硫酸反應生成硫酸亞鐵，過濾后得到的濾渣為二氧化硅，濾液中加入碳酸氫銨溶液，可生成碳酸亞鐵固體，經洗滌、干燥，在空氣中灼燒時發生分解，且與空氣中的氧氣發生氧化還原反應，可生成鐵紅，反應Ⅰ過濾后所得溶液為硫酸銨和碳酸氫銨的混合物，加入硫酸得到硫酸銨，加入氯化鉀可得到氯化銨和硫酸鉀，以此解答該題。

(1)硫鐵礦燒渣焙燒時所添加的還原劑最有可能的是碳，若加入金屬鋁或鋅，可引入新雜質，而加入碳被氧化生成CO2氣體，從固體產物中逸出，因此不會引入新雜質，故合理選項是C；

(2)焙燒后的固體為Fe和SiO2的混合物，加入H2SO4，Fe與H2SO4反應生成FeSO4，如H2SO4過量，則濾液中還含有H2SO4，而SiO2不溶于稀H2SO4，所以過濾后的濾渣為SiO2；

(3)為防止FeSO4溶液中Fe2+的水解及氧化，可加入適當稀硫酸抑制Fe2+水解，加入少量鐵粉防止Fe2+氧化，其中Fe2+發生氧化反應時的離子反應方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

(4)NH4HCO3不穩定，受熱分解為NH3、H2O、CO2，所以反應I的反應溫度一般需在較低的穩定下進行，一般控制在35℃以下，其目的是防止碳酸氫銨受熱分解；

(5)FeCO3與O2在高溫下反應生成了Fe2O3和CO2，反應方程式為4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2↑；

(6)產品a主要為K2SO4，為檢驗是否含有氯化物雜質，應加入AgNO3溶液，由于AgNO3溶液會與K2SO4反應產生Ag2SO4白色沉淀，為排除干擾，在加入AgNO3溶液之前應加入過量的Ba(NO3)2溶液，使SO42-形成BaSO4沉淀，以除去SO42-的干擾，過濾后再加入硝酸銀溶液。