以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。

问题填空题

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃），过程如下：

（1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是，写出酸溶过程Fe₂O₃与稀硫酸反应的离子反应方程式；

（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）

（3）滤渣A的主要成分为，滤液B可以回收的物质有____________；

（4）简述洗涤过程的实验操作；

（5）已知硫酸渣质量为w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为（用最简分数表达式表示）。

答案

（1）Al₂O₃ Fe₂O₃ + 6H⁺ ==2Fe³⁺ + 3H₂O

（2）3.2—3.8

（3）SiO₂ Na₂SO₄ Al₂(SO₄)₃ MgSO₄

（4）沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀，静置使液体自然流出，重复操作数次（3次）至沉淀洗涤干净。

（5）14m/15w

（1）Al₂O₃为两性氧化物，硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是Al₂O₃；Fe₂O₃与硫酸反应生成Fe₂(SO₄)₃和H₂O，离子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；

（2）由题所给的数据可以看出，要使Fe³⁺完全沉淀而其它离子不能沉淀，其pH范围是3.2-3.8;

（3）硫酸渣中SiO₂不与硫酸反应,所以滤渣A的主要成分是SiO₂；加入NaOH调节pH后，Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀，其它离子仍为硫酸盐，所以滤液B可以回收的物质有：Na₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、MgSO₄。

（4）利用蒸馏水洗涤的方法是，沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀，静置使液体自然流出，重复操作数次（3次）至沉淀洗涤干净。

（5）m kg铁红含铁元素的质量为112m/160，所以硫酸渣中铁元素质量分数为

14m/15w。